ElmerGUI

ElmerGUI — графическая оболочка для пакетов программ Elmer поддерживающая импорт различных форматов расчетных сеток конечных элементов, создание конечно-элементной разметки для различных форматов файлов геометрии, выбор уравнений в частных производных, подготовка расчетной модели и запуск моделирования в ElmerSolver, запуск ElmerPost для визуализации результатов моделирования.

Одной из основных возможностей ElmerGUI является интерфейс для параллельного решателя ElmerSolver_mpi.

Меню ElmerGUI можно настроить согласно своим целям и приоритетам под любые виды инструментов и программ, включая коммерческие приложения.

Геометрия и расчетная сетка

ElmerGUI поддерживает различные форматы файлов геометрии и расчетных сеток. Формат файла определяется автоматически при загрузке файла:

При загрузке файла с геометрией используется генератор сеток для создания расчетной сетки. Всего поддерживается три генератора: ElmerGrid (встроен), Tetgen (опционален), Netgen (встроен). После открытия файла сетку можно изменить:

После изменения параметров сетки ее необходимо создать заново:

При возникновении проблем при генерации расчетной сетки, процедуру можно прервать:

В таблице приведены форматы поддерживаемых входных файлов и их совместимость с генераторами расчетных сеток:

Основной формат расчетных сеток Elmer является формат ElmerMesh хранящий информацию о сетке в виде четырех текстовых файлов

mesh.header
mesh.nodes
mesh.elements
mesh.boundary

Для загрузки и сохранения сетки в этом формате используются пункты меню:

Некоторые форматы сохраняют не всю информацию, необходимую для корректного построения расчетной сетки. Например, формат .stl (stereo litography format) не различает границы и создает несвязанные граничные конечные элементы. Для работы с таким типом формата ElmerGUI имеет инструмент для определения границ по принципу определения острых углов. Если угол между нормалями двух соседних элементов превышает заданное значение (20 градусов по умолчанию), то элементы относятся к различным поверхностям (или ребрам). Данный инструмент запускается пунктом меню

При необходимости, несколько границ можно объединить (например, верхняя и нижняя граница канала при моделировании течения жидкости):

Объединяемые границы выбираются двойным щелчком мыши при нажатой клавиши Ctrl.

Построение модели

Построение модели разделено на несколько этапов (некоторые этапы можно пропустить, например, если в задаче не действуют объемные силы, то этап задания объемных сил можно пропустить; задавать и отредактировать параметры можно в любом порядке):

• Параметры модели — определение основных параметров проведения расчетов таких как имена входных файлов и файлов результатов, тип расчета (стационарный или нестационарный), система координат (декартова, осесимметричная, цилиндрическая)...
• Уравнения — активация уравнений соответствующих решаемой задачи, а так же дополнительных инструментов (например, сохранение результатов расчетов в специальном формате)
• Материалы — указание материальных параметров, входящих в уравнения модели.
• Объемные силы входящие в уравнения (например, действие силы тяжести).
• Начальные условия — задаются начальные значения переменных.
• Граничные условия — определяются условия для переменных для каждой границы или группы границ.

После настройки всех параметров модели необходимо создать файл параметров расчетов (Sif) и сохранить проект:

Файл параметров расчетов можно просмотреть и, при необходимости, отредактировать:

Расчет и визуализация результатов

Запуск расчета:

При использовании параллельного расчета параметры задаются в диалоговом окне

В ходе расчета открывается два окна — в одном показывается информация по ходу расчета (решаемое уравнение, номер итерации, сходимость, оценка оставшегося до завершения расчета времени), а во втором графически показывается сходимость решения.

Остановить расчет можно выбрав:

Для визуализации можно использовать один из двух поддерживаемых постпроцессоров ElmerPost и VTK: