HUMUSOFT s.r.o. 1 FEMLAB 2.3 Konference MATLAB 2002, 7. listopadu 2002 Karel Bittner, HUMUSFOT s.r.o.

HUMUSOFT s.r.o. 2 FEMLAB - úvod Nástroj k modelování a simulaci fyzikálních dějů s využitím parciálních diferenciálních rovnic (PDR) a metody konečných prvků (FEM)Nástroj k modelování a simulaci fyzikálních dějů s využitím parciálních diferenciálních rovnic (PDR) a metody konečných prvků (FEM) Využití v oblastech jako jsou:Využití v oblastech jako jsou: pružnost a pevnost, chemické reakce, prostup a vedení tepla, dynamika tekutin, proudění plynů, akustika, šíření elektromagnetických vln, modelování polovodičů, fotonová optika, proudění porézními materiály, geofyzika, obecná fyzika, kvantová mechanika, atd. Intuitivní grafické prostředí (dialogy i modelový prostor)Intuitivní grafické prostředí (dialogy i modelový prostor) Otevřenost systému (definice vlastních aplikací PDR)Otevřenost systému (definice vlastních aplikací PDR) Modelování multifyzikálních úlohModelování multifyzikálních úloh zahrnutí více fyzikálních vlivů v jedné úloze, např. vliv tepla při zatížení strojní součásti (prostup tepla + zatížení), ohřívání proudící kapaliny (prostup tepla + proudění),

HUMUSOFT s.r.o. 3 FEMLAB - úvod FEMLAB pracuje v prostředí MATLABu, komunikuje se Simulinkem MATLAB workspace FEMLAB - funkce pro vytváření geometrie - řešiče - postprocesor

HUMUSOFT s.r.o. 4 FEMLAB - koncepce Řešení parciálních diferenciálních rovnic (PDR)Řešení parciálních diferenciálních rovnic (PDR) - definované typy úloh (předdefinovaný tvar PDR) různé fyzikální režimy různé fyzikální režimy (elektrostatika, magnetostatika, prostup tepla, nestlačitelné proudění, rovinná napjatost, rovinná deformace) klasické PDE klasické PDE - Laplaceova, Poissonova, Helmholzova a Schrôdingerova rovnice, rovnice tepla a rovnice vlnění - definice vlastních úloh (uživatelské nastavení PDR) zadáním koeficientů PDR - zaměřeno na lineární úlohy obecný tvar PDR - zaměřeno na nelineární úlohy Diskretizace modelu a převedení na FEM - lineární a nelineární úlohy - úlohy závislé na čase - dynamické modely (vlastní čísla)

HUMUSOFT s.r.o. 5 FEMLAB má vlastní datovou strukturuFEMLAB má vlastní datovou strukturu obsahuje geometrická data, vstupní veličiny, okrajové podmínky, vlastnosti subdomény, nastavení řešiče, výsledky řešení a nastavení postprocesoru. Komunikace mezi FEMLABem a MATLABemKomunikace mezi FEMLABem a MATLABem - zadání úlohy z příkazové řádky MATLABu - uložení úlohy v MAT souboru MATLABu, export do M-souboru Komunikace FEMLABu se SimulinkemKomunikace FEMLABu se Simulinkem - předání dat do bloku Simulinku Cenová výhodnost ve srovnání s ostatními FEM balíkyCenová výhodnost ve srovnání s ostatními FEM balíky FEMLAB - koncepce

HUMUSOFT s.r.o. 6 FEMLAB - koncepce - femsim Workspace Model v Simulinku FEMLAB - aplikační módy - PDR - CAD nástroje - okrajové podm. - generování sítí - řešiče - postprocesor Plochy Řezy, kontury Animace Vizualizace DXF, IGES MAT, M-soubory Soubory Workspace MATLABu - model - analyzovaná geom. - geom. objekty - okraj podmínky - koeficienty PDR - síť - řešení - struktura fem Export Import Export do Simulinku Moduly: Chem (chemický průmysl) CEM (elektromagnetismus) SME (pružnost, pevnost) PDR

HUMUSOFT s.r.o. 7 FEMLAB - moduly K aplikacím popsaných PDR se přidávají další specifické úlohy z vybraných profesních oblastíK aplikacím popsaných PDR se přidávají další specifické úlohy z vybraných profesních oblastí Všechny moduly řeší úlohy ve 2D a 3D prostoruVšechny moduly řeší úlohy ve 2D a 3D prostoru Přizpůsobené dialogy pro zadávání okrajových podmínek s vlastnosti subdoménPřizpůsobené dialogy pro zadávání okrajových podmínek s vlastnosti subdomén - Chemickotechnologický modul (Chem) - Chemickotechnologický modul (Chem) - Elektromagnetický modul (CME) - Elektromagnetický modul (CME) - Modul pružnosti a pevnosti (SME) - Modul pružnosti a pevnosti (SME)

HUMUSOFT s.r.o. 8 FEMLAB - pracovní postup FEMLAB Volba úlohy (PDR) prostor 1D,2D, 3D Datová struktura Vstupní data Geneorování sítě Okrajové podmínky GeometrieŘešeníVizualizace, animace Například:fem.geomfem.sol……

HUMUSOFT s.r.o. 9 FEMLAB - knihovna příkladů Nabízí kolem 80 příkladů z různých technických oborů a z fyzikyNabízí kolem 80 příkladů z různých technických oborů a z fyziky S každou verzí příklady přibývajíS každou verzí příklady přibývají Každý příklad obsahuje:Každý příklad obsahuje: - rozbor úlohy (náčrty, rovnice) - pracovní postup (od vytvoření modelu až po zobrazení řešení) - postup při použití GUI (nastavení prac. prostoru, kreslení) - postup při použití příkazového řádku MATLABu Rozdělení příkladů:Rozdělení příkladů: - podle použitého programu: - FEMLAB samotný - Chemickotechnologický modul - Elektromagnetický modul - Modul pružnosti a pevnosti

HUMUSOFT s.r.o. 10 Požadavky na SW a HW Systémové požadavky (také viz. MATLAB): Windows 95/98, NT 4.0, W2000, Windows XP - Macintosh Systém 7.1 a pozdější - Solaris, LINUX, AIX, HP-UX a IRIX - MATLAB 5.3, 6.xSystémové požadavky (také viz. MATLAB): - Windows 95/98, NT 4.0, W2000, Windows XP - Macintosh Systém 7.1 a pozdější - Solaris, LINUX, AIX, HP-UX a IRIX - MATLAB 5.3, 6.x Požadavky na HW:Požadavky na HW: - základní požadavek jako na MATLAB - RAM podle velikosti řešených úloh v rozsahu GB (platí pro MS Windows) - grafická karta minimálně 16-bitů, 256 barev, pro 3D se doporučuje podpora grafiky OpenGL

HUMUSOFT s.r.o. 11 Děkuji za pozornost.