6、FlexPDE非常易于使用,此功能建议将其用于教育。但FlexPDE不是玩具。通过充分利用其功能,它可以成功应用于极其困难的问题。
使用说明
一、FlexPDE工作文件
FlexPDE适用于文件扩展名不同的各种文件。所有都具有<problemname><extension>结构,其中<problemname>是正在运行的模型的唯一标识符。最常用扩展的含义如下所述。可以在其他情况下创建和使用其他文件扩展名,如文档后面所述。
1、输入
.PDE
FlexPDE从扩展名为“.pde”的脚本文件中读取模型描述。该文件由用户创建,包含要运行的模型的完整描述。此文件的名称将建立其他文件使用的<问题名称>。这是一个普通的文本文件,可以使用任何文本编辑器打开。不应通过格式化Word等编辑器来修改此文件,因为它们可能会插入非法字符。
2、产量
.PG7
FlexPDE将主图形输出写入扩展名为“.pg7”的文件中。此文件可以在以后查看,并用于将图形数据打印或导出为各种其他格式。此文件的格式是FlexPDE独有的,其他程序无法读取。
_LOG.TXT
FlexPDE将每次运行的进度摘要写入扩展名为“_log.txt”的文本文件中。此文件包含有关时间步长,错误估计,内存使用和其他数据的信息。这是一个普通的文本文件,可以使用任何文本编辑器打开。在以前的版本中,此文件的扩展名为“.log”。
_DEBUG.TXT
FlexPDE将每个运行的更详细的摘要写入扩展名为“_debug.txt”的文件中。此文件有时可用于确定错误或查找域中的故障点。这是一个普通的文本文件,可以使用任何文本编辑器打开。在以前的版本中,此文件的扩展名为“.dbg”。
_EIG.TXT
在特征值问题中,FlexPDE将最终系统特征值的摘要写入扩展名为“_eig.txt”的文件中。这是一个普通的文本文件,可以使用任何文本编辑器打开。在以前的版本中,此文件的扩展名为“.eig”。
_INITIALMESH.XFR
如果在“首选项常规设置”选项卡中请求,FlexPDE将自动将初始网格的传输文件导出到扩展名为“_initialmesh.xfr”的文件中,并在可能的情况下重新加载此文件,以节省创建初始网格的时间。
_RESTART.XFR
如果在“首选项常规设置”选项卡中请求,当FlexPDE完成问题时,它将自动将包含所有变量的RESTART传输文件导出到扩展名为“_restart.xfr”的文件中。该文件可在需要时用于解决方案数据的后处理。
注意:默认情况下,Windows会隐藏文件扩展名,依赖于独特的图标来指示文件类型。Windows可以配置为显示文件扩展名,我们鼓励用户执行此操作。FlexPDE具有“.pde”和“.pg7”文件的唯一图标,但不包含其他文件。
二、我如何设置我的问题?
FlexPDE读取文本脚本,该脚本以可读语言描述要解决的问题的特征。在简单的应用程序中,脚本可以非常简单。复杂的应用程序可能需要更加熟悉FlexPDE的功能。
在下面的讨论中,我们将从FlexPDE的更简单的功能开始,并在我们继续时逐步引入更复杂的功能。
FlexPDE具有内置编辑器,您可以使用该编辑器构建问题脚本。您可以编辑脚本,运行脚本,再编辑一次,然后再次运行,直到结果满足您的需求。您可以保存脚本以供以后使用,也可以作为以后修改的基础。
开始设置问题的最简单方法是复制已存在的类似问题。
无论是重新开始还是复制现有文件,都有五个基本部分需要定义:
·定义变量和方程
·定义域
·定义材料参数
·定义边界条件
·指定图形输出。
这些步骤将在以下部分中描述。我们将使用简单的2D热流问题作为示例,首先从FlexPDE的最基本元素构建脚本。在后面的部分中,我们将详细介绍该脚本,并以渐进的方式解决FlexPDE的更高级功能。3D应用程序在很大程度上依赖于2D概念,将在单独的章节中讨论。
注意:我们在下文中不会尝试描述用户随时可用的所有选项,但尝试通过说明最常见的表单来保持概念清晰。FlexPDE问题描述符参考中详细介绍了所有选项。许多内容也将在后续主题中讨论。
三、问题设置指南
在为FlexPDE提出任何问题时,应遵循一些指导原则。
·从物理系统的基本声明开始。基本保护原则的描述通常比经常出现在教科书中的大量按摩的伪分析“简化”更好。
·从一个简单的模型开始,最好是一个你知道答案的模型。这样您就可以验证问题的表示,并增加您对FlexPDE可靠性的信心。(一种有用的技术是假设一个分析答案并将其插入PDE以生成生成该解决方案所必需的源项。确保考虑适当的边界条件。)
·首先使用简单的材料参数。首先不要担心非线性系数或材料属性的确切形式。尝试让一个简单的问题起作用,并在以后添加复杂性。
·绘制域名。首先绘制外边界,然后放置边界条件。然后覆盖其他材料区域。以后的区域将覆盖并替换它们下面的任何内容,因此您不必复制许多复杂的接口。
·使用MONITORS可以帮助您了解解决方案中发生的情况。不要只绘制你想要看到的最终值,然后想知道为什么它是错的。得到反馈!这就是MONITORS部分的用途。
·使用频繁的注释来注释脚本。稍后你会想知道你在编写脚本时的想法。包括对方程式的来源的引用或关于推导的注释。
·保存你的工作。只要单击“域审阅”或“运行脚本”,FlexPDE就会将脚本写入磁盘。但是,如果您正在进行大量输入,请使用“保存”或“Save_as”来保护您的工作免受意外中断。
四、符号
在大多数情况下,FlexPDE表示法是编程语言中的简单文本。
·差异化,例如du/dx,由形式dx(u)表示。识别所有活动坐标名称,如dxx(u)和微分算子Div,Grad和Curl等二阶导数。
·名称不区分大小写。“F”与“f”相同。
·评论可以放在文本中。使用{}括起评论或!忽略该行的其余部分。