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matlab有限元常用函数

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matlab有限元常用函数Matlab是一种功能强大的数值计算软件,广泛应用于工程、科学和数学领域。

它提供了丰富的数学函数和工具箱,使得有限元分析成为可能。

在本文中,我们将介绍一些常用于有限元分析的Matlab函数,并逐步解释它们的用法和作用。

有限元分析(Finite Element Analysis,简称FEA)是一种工程设计和分析方法,通过对实际结构的离散化,将其划分为许多小的单元,然后利用数值方法求解它们的行为。

下面是一些常用的有限元分析函数和工具箱。

1. finemesh函数finemesh函数是Matlab的一个内置函数,用于生成网格。

它可以根据给定的节点坐标和连接关系生成一个三角或四边形网格。

finemesh函数的语法如下:mesh = finemesh(node, elem);其中,node是一个N×2的矩阵,表示节点的坐标;elem是一个M×3或M×4的矩阵,表示节点之间的连接关系。

2. assempde函数assempde函数是Matlab Partial Differential Equation Toolbox的一部分,用于组装有限元方程。

它将已知的系数和边界条件应用于有限元方程,并返回一个描述矩阵和向量的数据结构。

assempde函数的语法如下:[stiff,force] = assempde(pde,geometry,temperature,flux);其中,pde是一个描述方程系数的结构体;geometry是一个描述几何形状的结构体;temperature和flux是分别描述温度和通量边界条件的结构体。

3. assemble函数assemble函数是一个用于组装有限元方程的通用函数。

它可以使用用户提供的形状函数和积分点来计算单元刚度矩阵和力矢量。

assemble函数的语法如下:[K,F] = assemble(p,t,c,b,v);其中,p是一个N×2的矩阵,表示节点坐标;t是一个M×3的矩阵,表示节点之间的连接关系;c是一个描述系数的函数句柄;b是描述边界条件的函数句柄;v是描述体积力的函数句柄。

matlab函数5

matlab函数5

abs0绝对值函数acos()反余弦函数acosh0反双曲余弦函数acot()反余切函数acoth()反双曲余切函数acsc()反余割函数acsch()反双曲余割函数airfoil()NASA翼面稀疏矩阵显示all()测试向量中所有元素是否为真angle()相角函数any()测试向量中是否有为真元素ans()返回最新结果arith()MATLAB的各种算术运算符信息asec()反正割函数asech()反双曲正割asin()反正弦函数asinh()反双曲正弦atan()反正切函数atan2()四个象限内反正切atanh()反双曲正切auread()读声音文件auwrite()写声音文件axes()坐标轴任意形式的设定axis()坐标轴标度设定balance()改进特征精度的均衡变换bar()绘制条形图bench()MATLAB测试基准问题blanks()设置一个由空格组成的字符串bone带有蓝色的灰度颜色表break中断循环执行的语句brighten()使图形色调变亮bucky Buckminister Fuller拱形演示caxis()伪颜色坐标轴设定cd改变当前的工作目录cdf2rd()复块对角矩阵到实块对角阵转换ceedit设置命令行编辑与回调的参数ceil()对+∞方向取整数census2000年美国人口普查预测chol()Cholesky分解c1a清除当前坐标轴clabel()等高线剖面标志clc清除命令窗口显示clear删除内存中的变量与函数clf清除当前图形窗口clock时钟close关闭图形窗口clommd()最小列的阶次colon冒号表达式的帮助信息colormap()设定颜色可查表colormenu颜色表演示colperm()由非零数据的计数来排列各列comet()彗星状轨迹绘制comet3()绘制三维彗星状的轨迹compan()生成伴随矩阵compass()绕行曲线绘制computer()计算机类型测试cond()求矩阵的条件数cond()共轭复数函数condest()估算范数contour()等高线图形绘制contour3()三维等高线绘制contourc()等高线绘图计算contrast()灰度对比度设置conv()求多项式乘法的卷积conv2()二维卷积cool天蓝粉色基色颜色表copper线性铜色调颜色表corrcoef()相关函数系数cos()余弦函数cosh()双曲余弦cot()余切函数coth()双曲余切cov()协方差矩阵cplxdemo复变量函数映射函数演示cplxpair()将数据按共轭复数对重新排序cputime0所用的CPU时间csc()余割函数csch()双曲余割函数cusum()各元素累加积cylinder()产生柱体date()日期dbclear清除跟踪调试断点dbcont跟踪调试恢复执行dbdown改变局部工作空间内容dbquit退出跟踪调试模式dbstack列出函数调用关系dbstatus列出所有的断点情况dbstep跟踪调试单步执行dbstop设置跟踪调试断点dbtype列出带有命令行标号的.M文件dbup改变局部工作空间内容deblank消除字符串中的空格dec2hex()十进制到十六进制的转换deconv()因式分解与多项式除法del2()离散Laplace变换delete删除文件delsqdemo各种域上的有限差分演示demo运行MATLAB演示程序det()求矩阵的行列式diag()建立对角矩阵或获取对角向量diary将MATLAB运行的命令存盘diff()差分函数与近似微分diffuse()图像柔焦处理dir列出当前目录的内容disp()显示矩阵或文本dmperm()Dulmage-Mendelsohn分解drawnow刷新绘图指令队列earthmap地球拓扑图形的显示echo显示文件中的MATLAB命令eig()求矩阵的特征值与特征向量elgmovie对称矩阵特征值求解过程演示else与if一起使用的转移语句elseif与If一起使用的转移语句end结束控制语句块的命令eps浮点相对差限error()显示错误信息并中断函数errorbar()误差条型图绘制etree()矩阵消元树结构etreeplot()绘制消元路径etime()所用时间的函数eval()执行MATLAB语句构成的字符串exist()检验变量或文件是否已经定义expm()矩阵指数函数expml()expm()函数的.M文件实现expm2()Taylor级数求矩阵指数expm3()特征值特征向量法求矩阵指数exp()指数函数eye()产生单位阵fclose()关闭文件feather羽状图形绘常feof()测试文件是否结束ferror()查询文件输入输出错误状态reval()执行字符串指定的文件fft()离散Fourier变换fft2()二维离散Fourier变换fftdemo快速Fourier变换演示ffshift()去掉谱分析中的直流分量fegtl()从文件读入一行数据(忽略fgets()从文件读入一行数据(保留figure()生成绘图窗口fill()绘制充填的二维多边形fill3()绘制充填的三维多边形filter()一维数字滤波filter2()二维数字滤波find()查找非零元素的下标findstr()由一个字符串中查找finite()若参数为有限元素则为真fitdemo非线性最优化拟合演示fix()对零方向取整数flag红白蓝黑基色颜色表fliplr()按左右方向翻转元素flipud()按上下方向翻转矩阵元素floor()对负无穷方向取整数fops()浮点运算计数器fmin()单变量最优化函数fmins()多变量最优化函数fopen()打开文件for循环语句format设置输出格式fourier Fourier级数展开图形演示fplot()给定函数绘图fplotdemo函数图形绘制演示fptintf()有格式地向文件写入数据fread()从文件读入二进制数据frewind()将文件指针至文件开头fscanf()从文件有格式地读入数据fseek()设置文件位置指针ftell()获得文件位置指针full()由稀疏矩阵变换常规矩阵function MATLAB函数表达式的引funm()矩阵的任意函数fwrite()将二进制数据写入文件fzero()单变量函数求根gallery()生成一些小的测试矩阵gca()获得当前坐标轴的句柄gcf()获得当前图形的窗口句柄get()获得对象属性getenv获得环境参数getframe()获得一幅“电影”图像ginput()由鼠标器作图像输入gllobal定义全局变量gplot()绘制图论图形gray线性灰度颜色表graymon()将图形窗口设置成灰度默grid给图形加网格线griddata()插值用数据网格生成gradient0近似梯度计算gtext()在鼠标指定的位置加文字说明hadamard()生成Hadamard矩阵hankel()生成Hankel矩阵help启动联机帮助文件显示hess()求取Hessenberg标准型hex2num()十六进制到IEEE浮点数的转换hex2dec()十六进制到十进制的转换hidden网格图隐含线设置开关hilh()生成Hibert矩阵hist()直方图绘制hold当前图形保护模式home将光标移动到左上角位置hostid MATLAB服务器的主机代号hot黑红黄白基色颜色表hsv色度饱和值(HSV)颜色表hsv2rgb()HSV对RGB颜色的转换if条件转移语句ifft()离散Fourier逆变换ifft2()二维离散Fourier逆变换imag()求取虚部函数image创建图像lmagedemo MATLAB4.0版图形处理功能演示inf无穷大(保留变量)info显示MATLAB与MathWorks信息input()带有提示的键盘输入函数int2str()整数转换为字符串interpl()一维插值(一维查表)interp2()二维插值(二维查表)interp1()利用FFT的一维插值intro MATLAB引言信息inv()矩阵求逆invhilb()生成逆Hibert矩阵isempty()若参数为空矩阵,则结果为真isglobal()若参数为全局变量则为真ishold()若屏幕处于保护状态则为真isieee()若有IEEE算术标准则为真isinf()若参数为Inf,则结果为真isletter()若字符串为字母组成则为真isnan()若参数为NaN,则结果为真issparse()若矩阵为稀疏表示则为真isstr()若参数为字符串,则结果为真jet HSV色调的变化型keyboard启动键盘管理程序knot围绕三维结的柱形显示kron()Kronecke乘积函数lasterr()查询上的一条错误信息lengty()查询向量的维数life Conway生命假设的MATLAB版linspace()构造线性分布的向量load从文件中读如变量log()自然对数函数logl0()常用对数函数loglog()全对数坐标图绘制logm()矩阵的对数logspace0构造等对数分布的向量lookfor对HELP信息中的关键词查找lorenz Lorenz混沌吸引子的曲线lower()将一个字符串内容转换为小写lscov0最小二乘方差1u()矩阵的三角(LU分解)magic()生成魔术矩阵matlabrc启动主程序max()求向量中最大元素mean()求向量各元素均值median()求向量各元素中间值membrane产生MathWorks公司标志menu()产生用户输入的菜单mesh()三维网格图形meshc()带有等高线的网格图形mgshgrid()用x,y阵列构造三维图形meshz()带有零平面的三维网格图形min()求向量中最小元素more控制命令窗口的输出页面movie()播放存储的“电影”幅面moviein()初始化“电影”各幅图像内存mu21in()声音文件对线性标度文件的转换NaN不定式nargchk()函数输入输出参数个数检验nargin函数中实际输入变量个数nargout函数中实际输出变量个数newplot Nextpolt特性的.M文件前缀nextpow2()找出下一个2的指数nnls()非零最小二乘nnz()非零元素个数nonzeros()非零元素norm()求矩阵的范数normest()估算范数null()右零空间num2str()将数值转换为字符串nzmax()允许的非零元素存储空间ode23()微分方程低阶数值解法ode23p()微分方程低阶数值解法并画图ode45()微分方程高阶数值解法odedemo常微分方程演示ones()产生元素全部为1的矩阵orient()设置打印纸方向orth正交空间pack整理工作空间内存patch()低级填充多边形绘制函数path设置或查询MATLAB的路径paren各种括号的查询信息pascal()生成Pascal矩阵pause()暂停函数pcolor()伪颜色绘图peaks两变量的峰值函数演示penny便士硬币的各个角度视图pi圆周率(n)pink粉色色调颜色表pinv()伪逆矩阵plot()线性坐标图形绘制plot3()绘制三维线或点型图形polar()极坐标图形绘制Poly()求矩阵的特征多项式polyder()多项式求导polyfit()数据的多项式拟合polyval()多项式求值polyvalm()多项式矩阵求值print()打印图形或将图形存盘printopt()建立打印机默认值prism光谱颜色表prod()对向量中各元素求积punct各种标点符号的查询信息qr()矩阵的正交三角化(QR)分解qrdelete()QR分解中删除一列qrinsert()QR分解中插入一列quad()低阶数值积分算法quad8()高阶数值积分算法quaddemo自适应变步长数值演示quake Loma Prieta地震模型quit退出MATLAB环境quiver()箭头图形qz()广义特征值问题求解(QZ算法rand()产生随机矩阵randn()产生正态分布随机阵randperm()随机置换向量rank()求矩阵的秩rbbox()擦除框rcond()L1NPACK倒数条件估计real()求取实部函数realmex最大浮点数值realmin最小浮点数值relop各种关系符号的查询信息rem()除法的余数reset()恢复对象特性retur返回到主调函数的命令rgb2hsv()RGB对HSV颜色的转换rgbplot()绘制颜色图roost()求多项式的根rose()极坐标(角度)直方图绘制rosser()典型的对称矩阵特征值问题测试rot90()将矩阵元素旋转90度round()截取到最近的整数rref()矩阵的行阶梯型实现rrefmovie消元法解方程过程演示rsf2csf()实块对角阵转移复块对角阵save将工作空间中变量存盘saxis()声音坐标轴处理surfnorm()表面图形规范化schur()Schur分解script MATLAB语句及文件信息sec()正割函数sech()双曲正割semilogx()x轴半对数坐标图形绘制semilogy()y轴半对数坐标图形绘制sepdemo有限元网格图演示set()设置对象属性setstr()将数值转换为字符串shading阴影模式sigdemol离散Fourier变换演示sigdem02连续Fourier变换演示sign()符号函数sin()正弦函数sinh()以曲正弦size()查询矩阵的维数slash求解线性方程(左除右除)信息slice()容量可视图形sort()对向量中各元素排序sound()将数据向量转换为声音soundemo MATLAB的声音功能演示spalloc()给非零元素定位存储空间sparse()从常规矩阵转换稀疏矩阵sparsity稀疏矩阵排序效应演示spaugment()建立最小二乘增广系统spconvert()由稀疏矩阵外部格式进行转换spdiags()稀疏对角矩阵specular()反射speye()稀疏单位矩阵spfunF()对稀疏矩阵处理的非线性函数sphere()产生球面spinmap()使颜色旋转spline2rd二维样条函数演示spenes0将原稀疏矩阵非零元素用1取代spparms0设置稀疏矩阵参数sprank()结构秩数sprandn0稀疏随机矩阵sprandsym()稀疏对称随机矩阵sprintf0按照C语言格式书写字符串spy()绘制稀疏矩阵结构sqdemo超二次锥面的显示sqrt()平方根函数sqrtm0矩阵的平方根sscan《)按照C语言格式读字符串stairs0阶梯图形绘制startup MATLAB自启动文件std0求向量中各元素标准方差stem()离散序列柄状图形绘制str2mat0字符串转换成矩阵str2num()字符串转换为实型数据strcmf《)字符串比较s trmgs关于MATLAB字符串的帮助信息subplot将图形窗口分成若干个区域subscribe成为MATLAB的签约用户subspac町)子空间sum0对向量中各元素求和sunspots太阳黑子活动模拟surf()三维表面图形surface()创建曲面surfc0带有等高线的三维表面图形sum0带有光照阴影的三维表面图形wd()奇异值分解(SVD)symbfacO符号因式分解svmmmd对称最小阶次symrcm0逆序Cuthill-McKee排序tan()·正切函数tanh0双曲正切terminal设置图形终端类型text0在图形上加文字说明nc()启动秒表计时器title0给图形加标题toc()读取秒表计时器toeplitz0生成Toeplitz矩阵trace()求矩阵的迹trapzO梯形法求数值积分treelayout()树状结构treeplOt()画出分割路径的图形tril()提取矩阵的下三角部分u4u0提取矩阵的上三角部分type列出.M文件uicontroU)建立用户界面控制的函数ungetfile()标准读盘文件名处理对话框uisetcolor0标准颜色设置对话框uisetfont()标准字体设置树对话框unix执行操作系统命令并回结果unwrap()除去每360‘的跳跃uppe吖)将一个字符串内容转换为大写vander()生成Vandermonde矩阵VeT显示程序版本号version显示MATLAB版本号vibes L型振荡动画view()三维图形视角指定viewmtx0显示坐标变换矩阵waterfall()瀑布图what列出当前目录下的有关文件whatsnew手册中未给出的新特性which找出函数与文件所在的目录名while循环语句whitebg将图形窗口设置成白色背景who简要列出工作空间变量名whos详细列出工作空间变量名why给出简要的回答wilkinson生成Wilkinson特征值测试矩阵xlabel()给图形加X轴标注xor0逻辑异或ylabel()给图形加Y轴标注zero&mo求根演示zeros()产生零矩阵zlabel()给图形加Z轴标注BusyAction对根屏幕对象不起作用ButtonDownFcn对根屏幕对象不起作用CallbackObject回调程序正在执行的对象的句柄句柄Children子对象句柄,包括所有未被隐藏的图形对象句柄Clipping对根屏幕对象不起作用CreateFcn对根屏幕对象不起作用CurrentFigure当前图形窗口的句柄DeleteFcn对根屏幕对象不起作用Diary日志文件模式,采用这种模式时,MATLAB将保留一个文件(文件名由DiaryFile指定)用以保存所有的键盘输入和尽可能多的输出结果。

matlab有限元计算程序5

matlab有限元计算程序5

if nargin<2 | isempty(fnk)
fnk=1.Βιβλιοθήκη ; end if isnumeric(fnk)
nkflag=1;
else
nkflag=0;
end
% Get the number of free nodes and initialize the stiffness
K=K + triu(K,1)';
end
% Compute all the quadrature nodes on T:
z=trans.z1*ones(1,npts)+trans.J*qpts';
% Compute quantities common to the integrals:
if nkflag
% k*du/dn=h on Bndy(Omega)-Gamma.
%
% The coefficient k(x,y) must be implemented in the
% function fnk; if k is constant, then fnk can be a
% positive scalar. If fnk is omitted, k is taken to be
% the constant 1. T describes the triangulation of Omega.
%
% See "help Mesh2" for a description of the data structure T.
% on it.
TR=RefTri(d);
[qpts,qwts]=DunavantData(2*d-2);

第三章MATLAB有限元分析与应用

第三章MATLAB有限元分析与应用

第三章MATLAB有限元分析与应用有限元分析(Finite Element Analysis, FEA)是一种工程计算方法,用于解决结构力学和流体力学等问题。

它将一个复杂的结构分割成多个简单的离散单元,通过建立数学模型和求解方程组,得到结构的力学、热力学和流体力学等性能参数。

MATLAB是一种功能强大的数学计算软件,具有直观的用户界面和丰富的工具箱,可以方便地进行有限元分析。

本章将介绍在MATLAB中进行有限元分析的基本步骤和方法,以及一些常见的应用例子。

首先,进行有限元分析需要将结构进行离散化。

常用的离散化方法有节点法和单元法。

节点法是将结构的几何形状划分为小的节点,并在节点上进行计算。

单元法是将结构划分为多个小的单元,并在每个单元内进行计算。

在MATLAB中,可以通过创建节点和单元的矩阵来描述结构和单元的关系。

例如,创建一个2D结构形式的节点矩阵:nodes = [0 0; 1 0; 0 1; 1 1];然后,通过创建描述节点连接关系的矩阵,来定义结构的单元:elements = [1 2 3; 2 4 3];这里的每一行代表一个单元,数字表示节点的编号。

接下来,需要定义材料的力学参数和边界条件。

材料的力学参数包括弹性模量、泊松比等。

边界条件包括支座约束和加载条件。

在MATLAB中,可以通过定义力学参数和边界条件的向量来描述。

例如,定义弹性模量和泊松比的向量:E=[200e9200e9];%弹性模量nu = [0.3 0.3]; % 泊松比定义支座约束的向量(1表示固定,0表示自由):constraints = [1 1; 0 0; 0 1; 0 1];定义加载条件的向量(包括点力和面力):最后,通过求解方程组得到结构的应力和位移等结果。

在MATLAB中,可以利用有限元分析工具箱中的函数进行计算。

例如,可以使用“assem”函数将节点和单元的信息组装成方程组,并使用“solveq”函数求解方程组。

有限元的MATLAB解法

有限元的MATLAB解法

有限元的MATLAB解法1。

打开MATLAB。

2。

输入“pdetool”再回车,会跳出PDE Toolbox的窗口(PDE意为偏微分方程,是partial differential equations的缩写),需要的话可点击Options菜单下Grid命令,打开栅格.3。

完成平面几何模型:在PDE Toolbox的窗口中,点击工具栏下的矩形几何模型进行制作模型,可画矩形R,椭圆E,圆C,然后在Set formula栏进行编辑并(如双脊波导R1+R2+R3改为RI—R2—R3,设定a、b、s/a、d/b的值从而方便下步设定坐标)用算术运算符将图形对象名称连接起来,若还需要,可进行储存,形成M文件。

4.用左键双击矩形进行坐标设置:将大的矩形left和bottom都设为0,width是矩形波导的X轴的长度,height是矩形波导的y轴的长度,以大的矩形左下角点为原点坐标为参考设置其他矩形坐标。

5。

进行边界设置:点击“Boundary”中的“Boundary Mode”,再点击“Boundary”中的“Specify Boundary Conditions”,选择符合的边界条件,Neumann为诺曼条件,Dirichlet为狄利克雷条件,边界颜色显示为红色.6。

进入PDE模式:点击"PDE"菜单下“PDE Mode”命令,进入PDE 模式,单击“PDE Specification”,设置方程类型,“Elliptic”为椭圆型,“Parabolic”为抛物型,“Hyperbolic"为双曲型,“Eigenmodes"为特征值问题.7。

对模型进行剖分:点击“Mesh”中“Initialize Mesh"进行初次剖分,若要剖的更细,再点击“Refine Mesh”进行网格加密.8。

进行计算:点击“Solve”中“Solve PDE”,解偏微分方程并显示图形解,u值即为Hz或者Ez。

matlab有限元计算程序3

matlab有限元计算程序3
TList1=[TList1;k];
hFrac1=[hFrac1;(diams(i)/l)*hFrac(i)];
end
j=j+1;
if j<=4
k=abs(params.SubTriangles(TList(i),j));
% If requested, assign the old estimated errors
% and the diameters of the parent triangles to
% each triangle in the new mesh:
if nargin==7 && nargout>=2
d0=d0(params.SuperTriangle);
d=d(params.SuperTriangle);
d0(j)=d(params.SuperTriangle(j));
end
% Stop if the maximum number of triangles has been reached:
% T, refining each triangle whose index belongs to TList.
% Each T_i, i=TList(j), is refined until it is partitioned
% into subtriangles whose diameters are all less than
function [T,esterrs0,d0]=LocalRefine1(T,TList,hFrac,esterrs0,,d1]=LocalRefine1(T,TList,hFrac,esterrs,d0,d)

matlab 有限元基础

matlab 有限元基础

matlab 有限元基础一、什么是有限元分析?有限元分析(Finite Element Analysis,FEA)是一种数值计算方法,用于解决复杂的工程和科学问题。

它将连续的物理系统分解成离散的有限元素,通过求解线性或非线性方程组来计算系统的行为。

有限元分析可以用于求解结构、流体力学、热传导等领域中的问题。

二、Matlab 有限元基础1. Matlab 基础知识Matlab 是一个数值计算软件,它提供了强大的矩阵运算能力和丰富的绘图功能。

在进行有限元分析时,Matlab 可以用于构建模型、求解方程组和可视化结果。

2. 有限元模型构建在进行有限元分析之前,需要先构建模型。

通常情况下,模型可以通过 CAD 软件进行建模,并导出为 STL 格式。

然后使用 Matlab 中的importGeometry 函数将 STL 文件导入到 Matlab 中,并使用pdegeometry 函数创建几何体对象。

3. 生成网格生成网格是指将几何体对象分割成小块的过程。

在 Matlab 中,可以使用 generateMesh 函数生成简单形状网格或使用 PDE 工具箱中的自动网格生成器生成更复杂形状的网格。

4. 定义边界条件在进行有限元分析时,需要定义边界条件。

边界条件包括约束和载荷。

约束是指物体的运动被限制的方式,载荷是施加在物体上的力或压力。

5. 求解方程组在定义好模型、网格和边界条件后,可以使用 Matlab 中的 pdepe 函数求解偏微分方程组。

pdepe 函数使用有限元方法求解偏微分方程组,并返回解向量。

6. 可视化结果最后一步是可视化结果。

Matlab 提供了丰富的绘图函数,可以用于绘制网格、位移、应力等结果。

三、有限元分析中常用的 Matlab 工具箱1. PDE 工具箱PDE 工具箱是一个专门用于求解偏微分方程问题的工具箱。

它提供了自动网格生成器、求解器和可视化工具,可以用于求解结构、流体力学和热传导等问题。

利用Matlab进行有限元分析结果的可视化显示

利用Matlab进行有限元分析结果的可视化显示

利用Matlab进行有限单元法计算结果的可视化显示摘要本文用一个简单的例子给出了用Matlab进行有限单元法计算结果可视化显示的方法。

采用Matlab进行可视化显示,可以在获得较好的可视化显示效果的基础上,节省科研人员的大量时间和精力。

关键字:有限元,后处理,可视化,Matlab有限单元法是工程数值分析的有力工具,可以应用于固体力学、结构分析、温度场模拟等诸多领域。

有限单元法一般可以分为前处理、计算以及后处理三部分,市场上现有的有限元商业软件都提供了这三部分功能模块。

但有时,由于各种原因,科研人员必须自行编写有限元分析程序,作者通过自身实践,认为Matlab可以较好的进行有限单元法计算结果的可视化显示。

Matlab由美国MathWorks公司开发,历经二十多年的发展,现已成为国际公认的优秀科技应用软件之一,在机械、航天、医药等多个科研、工程领域有着广泛的应用。

Matlab 本身具有丰富的可视化显示手段,但遗憾的是,目前对于Matlab的应用研究主要集中在其强大的科学计算能力方面,而对科学计算结果的可视化显示,尤其对由空间点云构成的形体的可视化显示研究涉及甚少,作者通过查阅相关资料,以及探索和实践,成功地进行了三维形体有限元分析结果的可视化显示。

1.准备数据针对Matlab对空间点云构成形体的数据格式要求,必须重新编排有限元分析中前处理部分以及计算部分所获得的数据。

下面以空间单位立方体为例,介绍Matlab对数据文件格式的要求。

若有空间单位正方体,将其划分为四面体网格,图1为该正方体的节点编号及其网格拓朴结构,表1为节点的坐标值以及节点处的有限元计算结果(此处为温度)。

表1:单位正方体顶点坐标及其温度图1:空间立方体顶点编号及其网格拓朴结构x y z顶点温度值(℃)顶点编号顶点坐标(,,)1 0, 0, 0 10002 1, 0, 0 8003 0, 0, 1 7004 1, 0, 1 3455 0, 1, 1 6646 1, 1, 1 2567 1, 1, 0 9878 0, 1, 0 907用Matlab进行可视化显示需要有3个文件:节点坐标文件、网格结构文件和有限元计算结果文件。

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matlab有限元常用函数-回复
Matlab是一种功能强大的数值计算软件,广泛应用于工程、科学和数学领域。

它提供了丰富的数学函数和工具箱,使得有限元分析成为可能。

在本文中,我们将介绍一些常用于有限元分析的Matlab函数,并逐步解释它们的用法和作用。

有限元分析(Finite Element Analysis,简称FEA)是一种工程设计和分析方法,通过对实际结构的离散化,将其划分为许多小的单元,然后利用数值方法求解它们的行为。

下面是一些常用的有限元分析函数和工具箱。

1. finemesh函数
finemesh函数是Matlab的一个内置函数,用于生成网格。

它可以根据给定的节点坐标和连接关系生成一个三角或四边形网格。

finemesh函数的语法如下:
mesh = finemesh(node, elem);
其中,node是一个N×2的矩阵,表示节点的坐标;elem是一个M×3或M×4的矩阵,表示节点之间的连接关系。

2. assempde函数
assempde函数是Matlab Partial Differential Equation Toolbox的一部分,用于组装有限元方程。

它将已知的系数和边界条件应用于有限元方程,并返回一个描述矩阵和向量的数据结构。

assempde函数的语法如下:
[stiff,force] = assempde(pde,geometry,temperature,flux);
其中,pde是一个描述方程系数的结构体;geometry是一个描述几何形状的结构体;temperature和flux是分别描述温度和通量边界条件的结构体。

3. assemble函数
assemble函数是一个用于组装有限元方程的通用函数。

它可以使用用户提供的形状函数和积分点来计算单元刚度矩阵和力矢量。

assemble函数的语法如下:
[K,F] = assemble(p,t,c,b,v);
其中,p是一个N×2的矩阵,表示节点坐标;t是一个M×3的矩阵,表示节点之间的连接关系;c是一个描述系数的函数句柄;b是描述边界条件的函数句柄;v是描述体积力的函数句柄。

4. solve函数
solve函数是Matlab的一个内置函数,用于求解线性方程组。

它可以使用直接或迭代方法求解大型稀疏线性方程组。

solve函数的语法如下:
u = solve(K,F);
其中,K是一个代表系统刚度矩阵的矩阵;F是一个代表系统力矢量的列向量;u是一个代表系统解的列向量。

5. postplot函数
postplot函数是Matlab的一个内置函数,用于绘制有限元结果。

它可以绘制节点位移、单元应力等结果,并可以对颜色和网格进行定制。

postplot 函数的语法如下:
postplot(p,t,u);
其中,p是一个N×2的矩阵,表示节点坐标;t是一个M×3的矩阵,表示节点之间的连接关系;u是一个代表结果(比如位移、应力)的列向量。

除了上述函数,Matlab还提供了许多其他用于有限元分析的函数和工具箱。

比如,pdepe函数可以求解偏微分方程的初值问题;pdeplot函数可以绘制二维和三维偏微分方程结果等等。

在本文中,我们介绍了一些常用于有限元分析的Matlab函数,包括
finemesh、assempde、assemble、solve和postplot等。

这些函数使得有限元分析变得更加简单和高效。

有限元分析在工程设计和科学研究中发挥着重要作用,通过Matlab的强大功能,我们可以更方便地进行数值计算和仿真。

希望本文能为读者提供一个初步了解和入门有限元分析的指南。

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