[发明专利]一种基于有限元语言的编码方法、编译器及求解方法

权利要求书

1.一种基于有限元语言的编码方法，其特征在于，该编码方法包括：

S1，读取微分方程弱解形式的有限元语言文件以及与所述微分方程对应的微分方程算法格式的有限元语言文件；

S2，将所述微分方程弱解形式的有限元语言文件和所述微分方程算法格式的有限元语言文件按照不同的预定义编码规则编译成源程序代码；

S3，在预存储元件库中调用元件化源代码程序，并将所述元件化源代码程序和所述源程序代码集成完整的目标源程序代码；

S4，将所述目标源程序代码换成需求的语言代码，得到求解所述微分方程的程序代码。

2.根据权利要求1所述的编码方法，其特征在于，所述S2中包括：

将所述微分方程弱解形式的有限元语言文件按照第一预定义编码规则编译成用于计算单元特性的第一源代码程序；

以及将所述微分方程算法格式的有限元语言文件按照第二预定义编码规则编译成组集代数方程组的左端矩阵和右端向量的第二源程序代码。

3.根据权利要求2所述的编码方法，其特征在于，将所述微分方程弱解形式的有限元语言文件按照第一预定义编码规则编译成用于计算单元特性的第一源代码程序包括：

当所述微分方程弱解形式的有限元语言文件中包含有单元插值形函数的有限元语言文件时，调用预存储形函数库中相应的函数表达式对所述单元插值形函数的有限元语言文件进行编译，生成相应的第一源程序代码；

当所述微分方程弱解形式的有限元语言文件中包含有积分项的有限元语言文件时，调用预存储积分点数据库中相应的积分点坐标和权重值，并采用等参单元进行变换的方式对所述积分项的有限元语言文件进行编译，生成相应的第一源程序代码。

4.根据权利要求2或3所述的编码方法，其特征在于，所述单元特性包括：单元刚度矩阵、单元质量矩阵、单元阻尼矩阵和单元载荷向量。

5.根据权利要求3所述的编码方法，其特征在于，所述有限元语言文件包括：pde文件、fbc文件、gcn文件、mdi文件、sch文件。

6.一种有限元语言编译器，其特征在于，该编译器包括：获取模块、编译模块、生成模块、转换模块；

所述获取模块，用于读取微分方程弱解形式的有限元语言文件以及与所述微分方程对应的微分方程算法格式的有限元语言文件；

所述编译模块，用于将所述微分方程弱解形式的有限元语言文件和所述微分方程算法格式的有限元语言文件按照不同的预定义编码规则编译成源程序代码；

所述生成模块，用于在预存储元件库中调用元件化源代码程序，并将所述元件化源代码程序和所述源程序代码集成完整的目标源程序代码；

所述转换模块，用于将所述目标源程序代码换成需求的语言代码，得到所述微分方程的程序代码。

7.根据权利要求6所述的一种有限元语言编译器，其特征在于，所述编译模块，具体用于将所述微分方程弱解形式的有限元语言文件按照第一预定义编码规则编译成用于计算单元特性的第一源代码程序；

以及将所述微分方程算法格式的有限元语言文件按照第二预定义编码规则编译成组集代数方程组的左端矩阵和右端向量的第二源程序代码。

8.一种自动编码求解微分方程组的方法，其特征在于,该方法包括如下步骤：

A1，获取等效弱解形式的微分方程组及与所述微分方程组对应的算法格式；

A2，按照预定义的有限元语言编程语法规则，将所述等效弱解形式的微分方程组以及算法格式的微分方程组分别编写成PDE类型文件和SCH类型文件；

A3，采用预设有限元语言的编译器对所述PDE类型文件和SCH类型文件进行编译，得到目标源程序代码；

A4，将与所述微分方程组对应的微分方程模型的数据及与所述微分方程模型对应的边界条件输入到所述目标源程序代码，得到所述微分方程组的解。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述A4具体包括：

A41，将所述微分方程模型的数据按照有限元方法进行单元分区，得到多个单元区域的数据；

A42，将每个单元区域的数据以及与所述微分方程模型对应的边界条件输入到所述目标源代码程序，得到方程解。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述每个单元区域的数据包括：节点坐标、节点自由度规格数、节点自由度位移、节点自由度初位移、节点自由度初速度、节点自由度初加速度、节点自由度载荷、单元的节点编号、单元所属材料。