Справка по ELCUT

Формат файла экспорта поля в узлах сетки конечных элементов

Файл экспорта решения конечно-элементной задачи в узлах сетки состоит из следующих частей:

строка заголовка	`1102 2082 6 4 300 0 6 0.0010000`
список узлов	`0 5.0000 5.0000 1 15.000 5.0000 2 5.0000 15.000 3 15.000 15.000 4 -5.0000 5.0000 5 -15.000 5.0000 6 -5.0000 15.000 7 -15.000 15.000 8 -20.000 0.00000 9 -17.500 2.5000 . . .`
список конечных элементов (треугольников)	346 372 77 3 2.6126e-007 -1.1783e-007 -3.4853e-005 6.6244e-006 -1.1560e-006 -0.00019116 0.00000 0.00000 -3.2963e-005 0.00025637 4.7158e-008 -0.00014727 0.00000 0.00000 0.00000 0.00031351 0.00000 -0.00014021 345 538 346 3 0.00000 -3.2161e-007 3.2873e-005 -9.2292e-005 -2.9051e-006 -0.00031797 2.6385e-007 -1.5852e-007 2.4159e-005 -0.00019943 -3.1039e-006 -0.00022444 2.6126e-007 -1.1783e-007 -3.4853e-005 6.6244e-006 -1.1560e-006 -0.00019116 44 537 345 3 1.6301e-007 -6.5115e-007 1.7853e-005 0.00021678 -4.9676e-006 -0.00039784 -6.1143e-008 -3.4448e-007 -0.00011236 -7.6604e-005 -1.1934e-007 -0.00032707 0.00000 -3.2161e-007 3.2873e-005 -9.2292e-005 -2.9051e-006 -0.00031797 165 537 44 3 1.6840e-007 -6.4665e-007 -2.7134e-005 9.3785e-005 -4.9838e-006 -0.00040257 -6.1143e-008 -3.4448e-007 -0.00011236 -7.6604e-005 -1.1934e-007 -0.00032707 1.6301e-007 -6.5115e-007 1.7853e-005 0.00021678 -4.9676e-006 -0.00039784 164 542 165 3 2.2797e-008 -6.4009e-007 0.00013360 -0.00012872 -4.1802e-006 -0.00038070 2.4185e-007 -3.7162e-007 -8.9740e-005 -1.8127e-005 -5.6451e-007 -0.00034422 1.6840e-007 -6.4665e-007 -2.7134e-005 9.3785e-005 -4.9838e-006 -0.00040257 . . .
список меток блоков	`Проводник 1 7.9577e+005 7.9577e+005 Проводник 2 7.9577e+005 7.9577e+005 Воздух 7.9577e+005 7.9577e+005 Экран 7957.7 7957.7`
список граничных ребер	`0 119 1 2 119 120 1 2 120 56 1 2 1 23 1 2 3 121 1 2 121 48 1 2 2 122 1 2 122 123 1 2 123 50 1 2 . . .`

Файл имеет текстовый формат с числовыми полями фиксированной длины. Все поля для вывода целых числе имеют длину 8 символов, поля для вещественных чисел - длину 14 символов. Текстовое поле имени метки имеет длину 16 символов. Конец каждой строки обозначен символом 0x0A (код 13 в десятичной нотации).

Строка заголовка

Первая строка файла содержит 7 целых чисел, характеризующих длины различных списков, и одно вещественное число - масштабный коэффициент:

nNodes - количество узлов (вершин) конечных элементов;
nElements - количество конечных элементов (треугольников);
nValues - количество полевых величин, выводимых в каждом узле сетки конечных элементов; Этот параметр определяется типом задачи. Более подробная информация содержится в разделе Список конечных элементов;
nLabels - количество меток блоков в модели;
nEdges - количество граничных ребер треугольников, внутренних или внешних.
plane - класс симметрии задачи: 0 - плоско-параллельная, 1 - осесимметричная.
type - тип задачи. Подробнее см. в таблице ниже
scale - масштабный коэффициент длины. Любой линейный размер или координату надо умножить на этот коэффициент, чтобы получить длину в метрах.

Обозначения типов задач

Код	Тип задачи
0	Электростатическое поле
1	Статическое магнитное поле
2	Теплопередача стационарная
3	Теплопередача нестационарная
4	Упругое напряженное состояние
5	Электрическое поле постоянных токов
6	Магнитное поле переменных токов
7	Переходный электромагнитный процесс
8	Электрическое поле переменных токов

Список узлов

Список узлов содержит nNodes строк.

Каждая строка соответствует одному узлу (вершине) сетки конечных элементов. Строка состоит из трех полей:

Целое число - порядковый номер узла (от 0 до nNodes-1).
Вещественное число - абсцисса узла (X-координата в плоско-параллельной задаче или Z-координата в осесимметричной задаче).
Вещественное число - ордината узла (Y-координата в плоско-параллельной задаче или R-координата в осесимметричной задаче).

Список элементов

Список элементов содержит nElements строк.

Каждая строка характеризует один треугольный конечный элемент. Строка состоит из следующих полей:

Три целых значения, содержащих номера узлов, образующих треугольник. Узлы перечисляются в стандартном порядке обхода против часовой стрелки.
Четвертое целое значение содержит номер метки, характеризующий свойства среды внутри треугольника.
Метки нумеруются с 0 до (nLabels-1).

Далее следуют (nValues * 3) вещественных значений, каждое из которых характеризует поле в вершинах треугольника.
Первые nValues чисел относятся к первой вершине треугольника, вторые nValues - ко второй вершине, и последние nValues чисел - к третьей по порядку вершине треугольника.

Количество и смысл значений, характеризующих поле в узле, определяется типом задачи. В целом, сначала выводятся компоненты "потенциала" (одна для скалярных задач, две для комплексных и две для векторных), затем значения компонент градиента "потенциала" (две для скалярных задач, четыре для комплексных задач и три для векторных задач).

Тип задачи	1	2	3	4	5	6
Магнитное поле (статическое и нестационарное)	векторный магнитный потенциал A_Z (Вб/м)	grad(A_Z)_X	grad(A_Z)_Y
Электростатика и электрическое поле постоянных токов	скалярный электрический потенциал U (В)	grad(U)_X	grad(U)_Y
Теплопередача (стационарная и нестационарная)	температура Т (град)	grad(T)_X	grad(T)_Y
Магнитное поле переменных токов	действительная часть комплексного векторного магнитного потенциала A_Z, IM (Вб/м)	мнимая часть комплексного векторного магнитного потенциала A_Z, IM (Вб/м)	X-компонента действительной части вектора магнитной индукции B_{RE, X} (Тл)	Y-компонента действительной части вектора магнитной индукции B_RE, Y (Тл)	X-компонента мнимой части вектора магнитной индукции B_{IM, X} (Тл)	Y-компонента мнимой части вектора магнитной индукции B_{IM, Y} (Тл)
Электрическое поле переменных токов	действительная часть комплексного электрического потенциала U_RE (В)	мнимая часть комплексного электрического потенциала U_IM (В)	X-компонента действительной части вектора напряженности электрического поля E_{RE, X} (В/м)	Y-компонента мнимой части вектора напряженности электрического поля E_RE, Y (В/м)	X-компонента мнимой части вектора напряженности электрического поля E_{IM, X} (В/м)	Y-компонента мнимой части вектора напряженности электрического поля E_IM, Y (В/м)
Упругие напряжения и деформации	X-компонента вектора смещения δ_X(м)	Y-компонента вектора смещения δ_Y(м)	XX-компонента тензора напряжения σ_XX	YY-компонента тензора напряжения σ_YY	внедиагональная XY-компонента тензора напряжения σ_XY

Список меток

Список меток блоков содержит nLabels строк, по одной строке на каждую метку блока.

Каждая строка содержит следующие поля:

Имя метки - текстовая строка длиной 16 символов.
Параметры, характеризующие свойства среды.
Для всех задач, кроме упругих напряжений и деформаций, строка содержит два параметра, отражающих XX и YY составляющие тензора свойств среды (магнитной проницаемости, диэлектрической проницаемости и теплопроводности, для магнитных, электрических и тепловых задач соответственно). У анизотропных материалов обе компоненты одинаковы.
Для задач механики (упругих напряжений и деформаций) каждая строка содержит три компоненты модуля Юнга (E_X, E_Y и E_Z)

Список граничных ребер

Граничными ребрами называются такие стороны треугольных конечных элементов, по разные стороны от которых лежат элементы с разными свойствами среды. К ним относятся также и те ребра, который входят только в один треугольник (внешние ребра).

Список граничных рёбер содержит nEdges строк, по одной строке для каждого граничного ребра. Порядок, в котором перечисляются ребра не регламентирован.

Каждая строка списка ребер содержит следующие значения:

Номер начального узла ребра (целое число от 0 до nNodes-1);
Номер конечного узла ребра (целое число от 0 до nNodes-1);
Номер метки блока слева от ребра (целое число от -1 до nLabels-1). Направление движения по ребру - от начального узла к конечному. Значение -1 означает, что слева от ребра нет конечного элемента;
Номер метки блока справа от ребра (целое число от -1 до nLabels-1). Направление движения по ребру - от начального узла к конечному. Значение -1 означает, что справа от ребра нет конечного элемента.

Совместимость

Состав основных блоков информации отражает общепринятый подход к сохранению данных при двумерном конечно-элементном анализе с использованием симплекс-элементов. В частности, проверена совместимость с представлением данных в дополнении Partial Differential Equations (PDE Toolbox) для пакета Matlab 7.0

См. также:
Экспорт значений поля