ansys编程语言.docx
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ansys编程语言
3.11.7写数据文件
可以通过*VWRITE命令把数组中的数据写到格式化（表格式）的数据文件中。
该命令最多可带有10个数组向量作为参数，并把这些向量中包含的数据写入当前打开的文件（*CFOPEN命令）中。
每个向量的格式由*VWRITE命令后紧接的FORTRAN77数据描述符确定（因此不能从ANSYS输入窗口执行该命令）。
数组向量要指定起始元素位置（如MYARRAY（1,2,1））。
可以用表达式来计算数据文件中每一行的位置。
关键词SEQU将从1开始写一个连续的整数列。
数据文件中每一行的格式由数据描述符决定。
命令的每一个参数都要带有一个描述符。
在描述符行不要有FORMAT这个词。
可以使用实数格式或字符格式描述符，不能使用整形或直接列表描述符。
3.11.7.1数据格式描述符
若对FORTRAN的数据描述符不熟悉，本部分将从头说明如何格式化数据文件。
要获得更多的信息，请参阅FORTRAN77编译器文件。
一定要给*VWRITE命令所带参数中的每一个数据项提供一个数据描述符。
通常地，对任何数字值都可以采用F描述符（浮点数）。
F描述符的语法为：
Fw.d
其中，w指数据宽度，d指小数点右边的阿拉伯数字的个数。
因此，对于一个共有10个阿拉伯数字且小数点后有8个阿拉伯数字的数据，将采用如下描述符：
F10.8
对于字符数据，可以采用A描述符。
A描述符的语法为：
Aw
其中，w指数据宽度。
因此，因此，对于一个共有8个字符的字符数据，将采用如下描述符：
A8
下面的例子说明如何使用*VWRITE命令和数据描述符：
给定数组MYDATA为
下面的宏首先定义一个标量参数X为25，然后打开文件vector（*CFOPEN命令）。
然后使用*VWRITE命令定义将要写入文件中的数据，写入的第一个向量采用SEQU关键词来提供行数。
注意，在某些情况下，常数、标量参数和包含数组元素值的操作也可以写入文件中。
x=25
*cfopen,vector
*vwrite,SEQU,mydata（1,1,1）,mydata（1,2,1）,mydata（1,3,1）,10.2,x,mydata（1,1,1）+3
（F3.0,'',F8.4,'',F8.1,''F8.6,'',F4.1,''F4.0,''F8.1）
*cfclos
该宏将生成如下的数据文件：
1.2.15223.95.28637010.225.5.2
2.2.30494.05.40919610.225.5.2
3.2.01053.45.93663810.225.5.2
4.2.36833.35.63220310.225.5.2
5.2.84914.85.97802410.225.5.2
6.2.22803.55.54685110.225.5.2
下面的例子使用如下定义的数组
注意接下来的*VWRITE命令中数据描述符的用法：
*vwrite,SEQU,mydata（1,1）,mydata（1,2）,（mydata1（1,1）+mydata1（1,2））
（'Row',F3.0,'contains',2F7.3,'.Istheirsum',F7.3,'?
'）
结果数据文件为：
Row1.contains10.00050.000.Istheirsum60.000?
Row2.contains20.00060.000.Istheirsum60.000?
Row3.contains30.00070.000.Istheirsum60.000?
3.11.8对数组参数的运算
同参数表达式和函数允许对标量参数进行运算一样，也有一系列的命令可以对数组参数进行运算。
这种运算可分为以下几类：
对列（向量）的运算，矢量运算和完整矩阵（数组）的运算,矩阵运算。
所有的运算都受到一套ANSYS规定命令的影响，这一部分详见3.11.8.3。
3.11.8.1对向量的运算
对向量的运算就是按某种顺序对数组元素进行一系列的诸如加、减、求正弦、求余弦、点积、叉乘等运算。
虽然可以通过采用Do循环（见4.5.5部分）来达到这一目的，但是更为简便快捷的方法是采用向量操作命令-*VOPER,*VFUN,*VSCFUN,*VITRP,*VFILL,*VREAD,和*VGET。
在这些命令中，只有*VREAD和*VWRITE对字符数组参数有效，其余的只能用于ARRAY类型或TABLE类型（由*DIM定义）的数组参数。
*VFILL,*VREAD,*VGET,*VWRITE,和*DIM命令在本章中已经介绍过了，本部分要讨论的其它命令包括：
*VOPER或UtilityMenu>Parameters>ArrayOperations>VectorOperations
对两个输入数组向量进行运算，输出一个数组向量。
*VFUN或UtilityMenu>Parameters>ArrayOperations>VectorFunctions
对两个输入数组向量执行某函数，输出一个数组向量。
*VSCFUN或UtilityMenu>Parameters>ArrayOperations>Vector-ScalarFunc
确定单个输入数组矢量属性，并将结果存放到指定的标量参数中。
*VITRP或UtilityMenu>Parameters>ArrayOperations>VectorInterpolate
通过在指定的表下标位置插入一个数组参数（TABLE类型）来生成一个数组参数（ARRAY类型）。
下面的例子说明了这些命令的用法。
查阅ANSYS命令参考手册（ANSYSCommandsReference）可以得到关于这些命令的语法。
在下面的例子中，数组参数（ARRAY类型）X,Y,和THET定义为：
首先定义结果数组为Z1。
然后，*VOPER命令把X的第2列和Y的第1列相加，二者都从第一行开始，然后把结果赋给Z1。
注意，对所有的数组参数都要指定起始位置（行和列的下标数）。
*DIM,Z1,ARRAY,4
*VOPER,Z1
（1）,X（1,2）,ADD,Y（1,1）
在下一个例子中，同样首先定义结果数组为Z2。
然后，*VOPER命令把X的第1列（从行2开始）和Y的第1列（从行1开始）相乘，然后把结果赋给Z2（从行1开始）。
*DIM,Z2,ARRAY,3
*VOPER,Z2
（1）,X（2,1）,MULT,Y（1,4）
在这个例子中，同样首先定义结果数组为Z4。
然后，*VOPER命令计算四对向量的点积，一对为X和Y的1行。
这些矢量的i,j,和k分量依次是X的列1,2,和3以及Y的列2,3,和4。
结果将写进Z4，它的i,j和k分量分别是矢量1,2,和3。
*DIM,Z4,ARRAY,4,3
*VOPER,Z4（1,1）,X（1,1）,CROSS,Y（1,2）
在下一个例子中，同样首先定义结果数组为A3。
然后，*VFUN命令把X的第2列中的每个元素平方后赋给A3。
*DIM,A3,ARRAY,4
*VFUN,A3
（1）,PWR,X（1,2）,2
在下一个例子中，同样首先定义结果数组为A4。
然后，两个*VFUN命令分别计算THETA中的数组元素的余弦和正弦值，并分别赋给A4中的第一和第二列。
注意，现在的A4表示一个由7个点（其x,y,z的全局坐标就是那三个向量）描述的90度的圆弧。
该圆弧半径为1.0，并在z=2.0且与x-y平行的平面上。
*DIM,A4,ARRAY,7,3
*AFUN,DEG
*VFUN,A4（1,1）,COS,THETA
（1）
*VFUN,A4（1,2）,SIN,THETA
（1）
A4（1,3）=2,2,2,2,2,2,2
在下一个例子中，同样首先定义结果数组为A5。
然后，*VFUN命令计算A4所表示的曲线在每个点处的切线向量，并进行归一化处理后赋给A5。
*DIM,A5,ARRAY,7,3
*VFUN,A5（1,1）,TANG,A4（1,1）
两个附加的*VOPER运算-积聚（GATH）和分散（SCAT）-可用于根据在一个“位置”向量中包含的位置号从一个向量中拷贝值到另一个向量。
下面的例子说明了积聚运算。
注意，结果数组总是预先定义。
在这个例子中，积聚运算拷贝B1的值到B3（通过在B2中指定的下标位置）。
注意，B3中的最后一个元素为0，是其初始化值。
*DIM,B1,,4
*DIM,B2,,3
*DIM,B3,,4
B1
（1）=10,20,30,40
B2
（1）=2,4,1
*VOPER,B3
（1）,B1
（1）,GATH,B2
（1）
3.11.8.2矩阵运算
矩阵运算是一种数字数组参数之间的数学运算，例如矩阵乘法、计算转置矩阵、求解联立方程组等。
本部分将要讨论的命令包括：
*MOPER或UtilityMenu>Parameters>ArrayOperations>MatrixOperations
对两个输入数组参数矩阵进行矩阵运算，输出一个数组参数矩阵。
矩阵运算包括：
●矩阵相乘；
●求解联立方程组；
●对矩阵中的某个指定向量排序（按上升顺序）；
●计算两个向量之间的协方差；
●计算两个向量之间的相关性；
*MFUN或UtilityMenu>Parameters>ArrayOperations>MatrixFunctions
拷贝或转置一个数组参数矩阵（接受一个输入矩阵，生成一个输出矩阵）。
*MFOURI或UtilityMenu>Parameters>ArrayOperations>MatrixFourier
计算傅立叶级数的系数或求傅立叶级数。
下面的例子用来说明这些命令的用法。
查阅ANSYS命令参考手册（ANSYSCommandsReference）可以得到关于这些命令的语法。
这个例子说明了*MOPER命令的排序功能。
假定数组（SORTDATA）被定义如下：
首先，定义数组OLDORDER，*MOPER命令将把行的初始顺序放在OLDORDER中。
然后，*MOPER命令对SORTDATA中的行进行排序，这样1,1向量就按升序排列了。
*dim,oldorder,,5
*moper,oldorder
（1）,sortdata（1,1）,sort,sortdata（1,1）
得到的结果数组为：
若要恢复SORTDATA数组为初始顺序，那么就要执行下面的命令：
*moper,oldorder
（1）,sortdata（1,1）,sort,oldorder（1,1）
在下面的例子中，*MOPER命令用来求解联立方程组。
两个数组定义如下：
*MOPER命令可以用于求解联立方程组组成的方阵，方程组采用如下形式：
*MOPER命令求解的联立方程组为：
要求解以上方程组，首先定义结果数组C。
然后，用*MOPER命令求解方程组，用A作为系数矩阵，B作为b值组成的向量。
*DIM,C,,4
*MOPER,C
（1）,A（1,1）,SOLV,B
（1）
C数组中的结果为：
接下来的例子说明如何使用*MFUN命令来转置数组中的数据。
在这个例子中，假定数组DATA预先定义为：
同样地，首先定义结果数组DATATRAN。
然后，用*MFUN命令转置数据并把结果写入DATATRAN数组。
*DIM,DATATRAN,,2,3
*MFUN,DATATRAN（1,1）,TRAN,DATA（1,1）
DATATRAN数组中的结果为：
3.11.8.3用于向量和矩阵运算的命令
所有向量和矩阵运算命令都受到下面这些命令的影响：
*VCUM,*VABS,*VFACT,*VLEN,*VCOL,和*VMASK.（在所有命令中，只有*VLEN和*VMASK，与*VREAD或*VWRITE连用时，对字符数组参数有效）。
可以通过*VSTAT命令来查看这些命令的状态。
这些命令中的绝大多数（及其相应的GUI路径）在本章中已经介绍过了，接下来将介绍剩下的命令。
除*VSTAT命令之外，下面将要介绍的其它所有的命令都可以通过菜单UtilityMenu>Parameters>ArrayOperations>OperationSettings得到。
注意－每次执行向量或矩阵运算之后，所有规定命令都将重置为缺省设置。
下面列出有效的数组规定命令：
*VCUM
指定结果累积或不累积（覆盖已有结果）。
ParR为向量运算的结果，要么被加入一个已存在的同名参数中，要么被覆盖。
缺省为不累积结果，即ParR覆盖掉已存在的同名参数。
*VABS
使向量运算中的某个或所有参数取绝对值。
缺省为实数值。
*VFACT
对向量运算中的某个或所有参数乘以一个比例因子。
比例因子缺省为1.0。
*VCOL
指定矩阵运算中列的数目。
缺省为从指定起始处填满结果数组的所有位置。
*VSTAT
列出数组参数的当前状态。
*VLEN或UtilityMenu>Parameters>ArrayOperations>OperationSettings
指定数组参数运算中被用到的行的数目。
*VMASK或UtilityMenu>Parameters>ArrayOperations>OperationSettings
指定某个数组作为屏蔽向量。
下表列出了各类规定命令及其影响到的向量和矩阵运算命令：
*VABS
*VFACT
*VCUM
*VCOL
*VLENNROW,NINC
*VMASK
*MFOURI
No
No
No
N/A
No
No
No
*MFUN
Yes
Yes
Yes
No
Yes
No
Yes
*MOPER
Yes
Yes
Yes
No
Yes
No
Yes
*VFILL
Yes
Yes
Yes
N/A
Yes
Yes
Yes
*VFUN
Yes
Yes
Yes
N/A
Yes
Yes
Yes
*VGET
Yes
Yes
Yes
N/A
Yes
Yes
Yes
*VITRP
Yes
Yes
Yes
N/A
Yes
Yes
Yes
*VOPER
Yes
Yes
Yes
N/A
Yes
Yes
Yes
*VPLOT
No
No
N/A
N/A
Yes
Yes
Yes
*VPUT
Yes
Yes
No
N/A
Yes
Yes
Yes
*VREAD
Yes
Yes
Yes
N/A
Yes
Yes
Yes
*VSCFUN
Yes
Yes
Yes
N/A
Yes
Yes
Yes
*VWRITE
No
No
N/A
N/A
Yes
Yes
Yes
下面的例子说明了一些规定命令的用法。
查阅ANSYS命令参考手册（ANSYSCommandsReference）可以得到关于这些命令的语法。
例1定义结果数组CMPR。
然后与*VMASK和*VLEN命令连用的两个*VFUN命令压缩选择的数据并把结果写入CMPR中的指定位置。
在*VFUN命令中，COMP运算的反运算为EXPA。
*DIM,CMPR,ARRAY,4,4
*VLEN,4,2!
每四行执行下一个*V----运算,每次跳过一行
*VFUN,CMPR（1,2）,COMP,Y（1,1）
*VMASK,X（1,3）!
使用X的列3作为下一个*V----运算的屏蔽矢量。
*VFUN,CMPR（1,3）,COMP,Y（1,2）
例2用*VFACT命令把数组向量中的值根据NUMDP标量参数（本例中设为2）指定的值按比例增大或缩小。
NUMDATA数组定义如下：
numdp=2
*vfact,10**numdp
*vfun,numdata
（1）,copy,numdata
（1）
*vfun,numdata
（1）,nint,numdata
（1）
*vfact,10**（-numdp）
*vfun,numdata
（1）,copy,numdata
（1）
或者更简单地执行如下命令：
numdp=2
*vfact,10**numdp
*vfun,numdata
（1）,copy,numdata
（1）
*vfact,10**（-numdp）
*vfun,numdata
（1）,nint,numdata
（1）
那么，作为结果的NUMDATA数组为
例3通过*VLEN和*VMASK命令找到小于100的素数的数目。
生成数组MASKVECT时，用1.0表示该行值是素数，用0.0表示该行值不是素数。
生成屏蔽向量的算法为：
把所有值大于1的行初始化为1.0，然后通过成倍增加因数在可能的因数范围内进行循环。
*VLEN命令设置运算的行增量为FACTOR，执行*VFILL命令时，行号根据该值增加。
因为起始行是FACTORx2，所以每次循环中行的变化为：
FACTORx2,FACTORx3,FACTORx4等等。
*dim,maskvect,,100
*vfill,maskvect
（2）,ramp,1
*do,factor,2,10,1
*vlen,,factor
*vfill,maskvect（factor*2）,ramp,0
*enddo
*vmask,maskvect
（1）
*dim,numbers,,100
*vfill,numbers
（1）,ramp,1,1
*status,numbers
（1）,1,10
输出结果可以由*STATUS命令显示出来，NUMBERS中的前10个元素为：
PARAMETERSTATUS-NUMBERS（5PARAMETERSDEFINED）
（INCLUDING2INTERNALPARAMETERS）
LOCATIONVALUE
1110.000000000E+00
2112.00000000
3113.00000000
4110.000000000E+00
5115.00000000
6110.000000000E+00
7117.00000000
8110.000000000E+00
9110.000000000E+00
10110.000000000E+00
3.11.9用图形表示数组参数向量
可以通过*VPLOT命令用图形来显示数组向量的值。
接下来用例子说明*VPLOT命令的一些功能。
在本例中，有两个TABLE类型数组（TABLEVAL和TABLE2）和一个数字数组，分别定义如下：
注意，既然ARRAY类型数组的数据是无序的，那么就用柱状图表示；TABLE类型数组的数据是有序的，就用曲线表示。
绘图通过下面的命令得到：
*vplot,,arrayval（1,1）,2
图3-7图例
*vplot,,tableval（1,1）,2
图3-8图例
*vplot,table2
（1）,tableval（1,1）,2
图3-9图例
*vplot,tableval（1,0）,tableval（1,1）,2
图3-10图例
第四章作为宏语言的APDL
4.1什么是APDL宏
可以在一个宏文件（有时候也被称为命令文件）中记录一个经常用到的ANSYS命令序列。
通过宏可以生成自定义的ANSYS命令。
例如，在磁分析中计算由于涡流引起的功率损失时，需要在后处理中执行一系列的ANSYS命令。
通过把这些命令记录到一个宏中，那么就有了一个新的命令，通过执行它可以完成该计算所需的那一系列的ANSYS命令。
除了执行一系列的ANSYS命令之外，宏还可以调用GUI函数或把值传递给参数。
还可以对宏进行嵌套。
也就是说，一个宏能调用第二个宏，第二个宏能调用第三个宏，等等。
最多可嵌套20层，其中包括由ANSYS/INPUT命令引起的任何文件转换。
每一次嵌套的宏执行完毕后，ANSYS程序仍置于前一个宏的控制之下。
下面是一个简单的宏文件的例子。
在本例中，宏生成一个尺寸为4,3,2的长方形块和一个半径为1的球体。
然后，从块的一个角处减去球体。
/prep7
/view,,-1,-2,-3
block,,4,,3,,2
sphere,1
vsbv,1,2
finish
假如这个宏取名为mymacro.mac，那么就可以用这样一个ANSYS命令来执行以上的命令序列：
*use,mymacro或（因为扩展名为.mac）mymacro。
很显然，这个宏的功能并不十分强大，但它很好地说明了宏的原理。
本章提供了一些关于产生、保存和执行宏的知识。
同时论述了在产生宏的过程中，必须用到的作为解释性语言的APDL的有关基本知识。
4.2产生宏
可以在ANSYS中产生宏，也可以通过文本编辑器（如emacs,vi,或wordpad）产生宏。
假如要生成的宏很简单，那么在ANSYS中生成就非常方便了。
假如要生成一个长的复杂的宏，或者要编辑一个已经存在的宏，那么最好使用文本编辑器。
而且，可以使用文本编辑器利用一个已经存在的类似的宏或ANSYS日志文件来生成自己的宏。
如果生成的宏既长且复杂，那么最好从一个已经存在的类似的宏着手，或者先通过交互模式完成该任务，再以生成的日志文件作为基础生成宏。
这两种方法都可以大大地缩短所需耗费的时间和精力。
4.2.1宏文件命名规则
宏就是保存在一个文件中的ANSYS命令序列。
宏不能与已经存在的ANSYS命令同名，否则，ANSYS执行的将是内部的命令，而不是宏。
下面是宏命名中所受到的限制：
●文件名不能超过32个字符；
●文件名不能以数字开头；
●文件扩展名不能超过8个字符（如果想和执行ANSYS命令一样执行宏，该宏的扩展名应为.mac）；
●文件名或文件扩展名中不能包含空格；
●文件名或文件扩展名不能包含任何被当前文件系统禁止使用的字符，为了更好的移置性，还不能包含任何被UNIX或Windows文件系统禁止使用的字符。
为了确保没有使用ANSYS命令名，在生成宏之前应该试着象运行ANSYS命令一样运行准备赋给宏的名称。
如果ANSYS返回如下所示的消息，就可以确信在当前处理器中没有该命令。
为“安全”起见，应该在每一个计划要用到的处理器中都检查一下宏文件的名称。
（也可以检查宏文件名是否与在线文档中的某个命令名相同，但是该方法不能查找不在文档中的命令）
图4-1声明执行未知命令的消息框
若使用.mac作为扩展名，ANSYS将和执行内部命令一样执行该宏。
扩展名.MAC用于ANSYS内部的宏，用户不能使用。
4.2.2宏的搜索路径
一般地，ANSYS按如下缺省路径搜索用户生成的宏（.mac扩展名）：
1.由环境变量ANSYS_MACROLIB（如果已经定义了）指定的路径或注册路径（主目录）。
该环境变量在针对各平台的ANSYS安装和配置指南（ANSYSinstallationandconfigurationguide）中有详细说明；
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