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绪论 1

上篇 语 言篇 5

第1章 微分方程表达式描述语言 5

1.1 PDE文件编写 5

1.1.1 DEFI信息段 6

1.1.2 FUNC信息段 10

1.1.3 STIF信息段 11

1.1.4 MASS信息段 12

1.1.5 DAMP信息段 12

1.1.6 LOAD信息段 13

1.1.7插入Fortran源程序 13

1.1.8例题 17

1.2 CDE文件编写 18

1.2.1 DEFI信息段 18

1.2.2 FUNC信息段 20

1.2.3 STIF信息段 21

1.2.4 MASS信息段 21

1.2.5 DAMP信息段 22

1.2.6 LOAD信息段 23

1.2.7插入Fortran源程序 23

1.2.8例题 24

1.3 VDE文件编写 25

1.3.1向量和矩阵说明语句 25

1.3.2 ARRAY说明语句 26

1.3.3张量运算表达式 26

1.3.4例题 28

1.4 FDE文件编写 31

1.4.1 FDE文件编写形式 31

1.4.2 FVECT与FMATR语句 31

1.4.3 @1算子语句 32

1.4.4常用＠1算子库 32

1.4.5 @a算子语句 34

1.4.6 @w算子语句 35

1.4.7@ s算子语句 35

1.4.8@ r算子语句 35

1.4.9例题 36

1.5 FBC文件编写 37

1.6 GES文件编写 37

1.6.1 GES文件结构 38

1.6.2 GES文件编写规则 39

1.6.3例题 57

1.6.4单元子程序 58

1.7 GLT文件编写 60

1.7.1 DEFI信息段 60

1.7.2 VART信息段 62

1.7.3插入Fortran源程序 62

1.8有限体积法程序编写 63

1.8.1 GVS文件结构 64

1.8.2 GVS文件编写规则 65

1.8.3 FVS文件编写规则 67

1.8.4有限体积程序基本流程 69

1.8.5例题 70

1.8.6几种类型单元FVS文件 78

第2章 单物理场算法描述语言 94

2.1 NFE文件结构 94

2.2 NFE文件编写规则 95

2.2.1 DEFI信息段 95

2.2.2 COEF信息段 96

2.2.3 EQUATION信息段 96

2.2.4 SOLUTION信息段 99

2.2.5 插入Fortran源程序 100

2.2.6 END结束符 100

2.3 NFE算法库 101

2.3.1 ell…nfe 101

2.3.2 nell…nfe 102

2.3.3 parb…nfe 104

2.3.4 par…nfe 105

2.3.5 nparb…nfe 105

2.3.6 npar…nfe 108

2.3.7 wave…nfe 110

2.3.8wavev…nfe 111

2.3.9 newmark…nfe 112

2.3.10 waveexp…nfe 114

2.3.11 nwave…nfe 115

2.3.12 nnewmark…nfe 118

2.3.13 nwaveexp…nfe 120

2.3.14 str…nfe 121

2.3.15 nstr…nfe 122

2.3.16 hypls…nfe 122

2.3.17 cbsexp…nfe 124

第3章 多场耦合有限元算法描述语言 125

3.1 GCN文件编写 125

3.1.1编写方式 125

3.1.2举例说明 126

3.2 GCN库 127

3.3 MDI文件编写 127

3.3.1编写方式 127

3.3.2举例说明 128

第4章 元件化程序设计方法 130

4.1有限元程序结构与元件化程序设计方法 130

4.1.1程序结构 130

4.1.2元件化程序设计方法 131

4.2五个元件程序 136

4.2.1 START元件程序 137

4.2.2 BFT元件程序 145

4.2.3 E元件程序 152

4.2.4 SOLV求解器 165

4.2.5 U元件程序 188

第5章 有限元数据结构 194

5.1有限元计算输入数据组成简述 194

5.1.1输入数据形式 194

5.1.2表格文件读写格式 194

5.2单场问题有限元输入数据 195

5.2.1坐标数据表格 195

5.2.2节点规格数表格 195

5.2.3指定节点位移和节点载荷信息表格 196

5.2.4初始值表格 196

5.2.5 单元信息数据 197

5.3有限元输入数据显示和查询 198

5.4 PRE文件 198

5.4.1线性稳态例子 199

5.4.2 非线性瞬态例子 202

5.4.3多场耦合例子 209

5.4.4 PRE文件自动编写与修改 216

5.5计算结果图形显示POS文件 217

下篇 应 用篇 221

第6章 固体力学 221

6.1线弹性小变形 221

6.1.1静态问题有限元语言程序 221

6.1.2时间离散采用速度法格式波动问题有限元语言程序 233

6.1.3时间离散采用Newmark格式波动问题有限元语言程序 244

6.2弹塑性小变形 256

6.2.1静态问题位移作为求解未知量的有限元语言程序 256

6.2.2静态问题位移和λ联立求解的有限元语言程序 282

6.2.3采用非关联流动法则理论文本 298

6.3线性黏弹性小变形 300

6.3.1 GCN文件 300

6.3.2 MDI文件 300

6.3.3位移计算程序 301

6.3.4应力计算程序 308

6.4线弹性有限变形 316

6.4.1 GCN文件 316

6.4.2 MDI文件 317

6.4.3位移计算程序 317

6.4.4应力计算程序 324

6.5刚塑性 334

6.5.1稳态问题有限元语言程序 334

6.5.2动态问题有限元语言程序 345

第7章Navier-Stokes方程 358

7.1稳态混合有限元语言程序 359

7.1.1 GCN文件 359

7.1.2 MDI文件 359

7.1.3速度和压力计算程序 359

7.2稳态有限体积法语言程序 365

7.2.1 GCN文件 365

7.2.2 MDI文件 366

7.2.3速度和压力计算程序 366

7.3瞬态算子分裂法 374

7.3.1最小二乘法有限元语言程序 374

7.3.2 CBS方法有限元语言程序 388

第8章 达西流 398

8.1无压渗流问题有限元语言程序 398

8.1.1 GCN文件 398

8.1.2 MDI文件 398

8.1.3水头计算程序 399

8.1.4压力计算程序 402

8.2油水两相渗流问题有限元语言程序 408

8.2.1黑油模型油水两相基本方程 408

8.2.2求解算法流程 409

8.2.3 GCN文件 410

8.2.4 MDI文件 410

8.2.5 油相压力计算程序 411

8.2.6饱和度计算程序 415

8.2.7束缚水和残留油处理 425

第9章 电磁场 434

9.1二维电磁场 434

9.1.1电流场 434

9.1.2磁场 446

9.1.3时谐场 459

9.2三维电磁场 474

9.2.1静态场 474

9.2.2时谐场 492

第10章 结构力学 511

10.1桁架结构 511

10.1.1二维问题有限元语言程序 511

10.1.2三维问题有限元语言程序 516

10.2梁结构 522

10.2.1二维问题有限元语言程序 522

10.2.2三维问题有限元语言程序 528

10.3板壳结构 535

10.3.1二维Adini板单元有限元语言程序 536

10.3.2三维Adini板单元有限元语言程序 540

10.3.3二维Mindlin板单元有限元语言程序 549

10.3.4三维Mindlin板单元有限元语言程序 554

10.4空间梁板组合结构有限元语言程序 563

10.4.1 GCN文件 563

10.4.2 MDI文件 563

10.4.3位移与转角计算程序 564

10.4.4组合结构structure文件 564

第11章 温度场 566

11.1稳态问题有限元语言程序 566

11.1.1 GCN文件 566

11.1.2 MDI文件 566

11.1.3温度计算程序 567

11.1.4热流计算程序 569

11.2瞬态问题有限元语言程序 572

11.2.1 GCN文件 572

11.2.2 MDI文件 573

11.2.3温度计算程序 573

11.2.4热流计算程序 576

附录A插值函数与单元类型 580

A.1一维L agrange单元 580

A.1.1一维线性单元 580

A.1.2一维二次单元 581

A.2二维Lagrange单元 582

A.2.1 4节点矩形单元 582

A.2.2 9节点矩形单元 583

A.2.3 8节点矩形单元 585

A.2.4 3节点三角形单元 585

A.2.5 6节点三角形单元 586

A.3三维Lagrange单元 587

A.3.1 8节点六面体单元 588

A.3.2 27节点六面体单元 588

A.3.3 20节点六面体单元 590

A.3.4 4节点四面体单元 591

A.3.5 10节点四面体单元 591

A.3.6 6节点三棱柱单元 592

附录B等参单元 594

B.1自然坐标为直角坐标积分变换 597

B.2自然坐标为面积坐标积分变换 599

附录C数值积分 601

C.1高斯积分 601

C.2节点积分 603

附录D有限元语言术语总汇 606

附录E有限元语言关键字总汇 608

附录F符号表 612

参考文献 616

索引 617

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