u3.01.00 Description du fichier de maillage de Code_Aster#

Résumé :

Ce fichier permet de décrire un maillage de Code _Aster . Il peut être construit par une interface automatique entre un mailleur et le code, mais peut également être rédigé à la main. Il contient :

un titre éventuel,
une liste de nœuds avec leurs coordonnées,
des listes de mailles, chaque maille est décrite par la liste des nœuds qui définit sa topologie, et son orientation,
des groupes de nœuds et des groupes de mailles.

Remarque :

Un concept du type maillage,une fois lu sur le fichier de maillage, peut être enrichi à l’aide d’opérateurs de Code_Aster par des informations qui ne peuvent pas être décrites actuellement dans le fichier de maillage. Ceci concerne notamment la sous-structuration statique. Il est de plus possible, maintenant, de créer des groupes de nœuds ou de mailles en cours d’étude.

Tables des matières

Structure d’un sous fichier#

Un sous fichier commence par un mot clé et est terminé par le mot-clé imposé FINSF :

../../../../_images/1000039C000011E100000AC02C0D11B219D36390.svg

Cette description est suffisante pour Aster . La description la plus complète est la suivante :

chaque sous fichier comporte 3 parties :

l’entête du sous fichier,
le contenu des informations,
la marque de fin du sous fichier (FINSF).

../../../../_images/10000B0C000030C8000011AC4B640EA47424B75E.svg

Le MOTCLE et FINSF (fin de sous fichier) sont obligatoires car ils délimitent le sous fichier à l’intérieur du fichier de maillage.
Le NOM est facultatif. Lorsque le mot clé est GROUP_MA ou GROUP_NO, si NOM est absent alors la première chaîne de caractère rencontrée après ces MOTS-CLES formera le NOM du GROUP_MA ou du GROUP_NO.

Par convention toute chaîne de caractères qui suit le caractères % est interprétée comme un commentaire.

L’entête#

Le rôle de l’entête est de fournir des informations globales sur le contenu du sous fichier :

MOT_CLE	En plus de son rôle de délimiteur de sous fichier il renseigne sur la nature des informations qui vont suivre. Il doit se trouver en 1ère ligne du sous fichier et cadré à gauche.
NOM	il sert à désigner un ensemble d’informations. Il doit se trouver en 1ère ligne de l’entête du sous fichier. Il est facultatif.
	Tous les autres mots clés sont ignorés actuellement par l’opérateur LIRE_MAILLAGE.

Liste des informations#

Ce sont des informations issues d’un mailleur et écrites en format libre.

Les informations que doit contenir ce fichier définissent des entités classiques de la méthode des éléments finis :

nœuds :

points définis par un nom et par leurs coordonnées cartésiennes dans l’espace 2D ou 3D ,

mailles :

figures topologiques nommées planes ou volumiques (point, segment, triangle, quadrangle, tétraèdre, …), définies par la liste ordonnée des nœuds qui les constituent et sur lesquelles pourront s’appliquer différents types d’éléments finis, de conditions aux limites ou de chargements. L’ordre des noeuds oriente la maille. Cette orientation doit être scrupuleusement établie car elle est notamment utilisée pour définir l’orientation des chargements (pression, …).

On peut définir également des groupes de ces entités topologiques.

groupes de nœuds : listes nommées de noms de nœuds,
groupes de mailles : listes nommées de noms de mailles.

Systématiquement, lorsque l’on aura à faire référence à des nœuds (ou des mailles), on pourra faire référence à des groupes de nœuds (ou des groupes de mailles).

Les interfaces avec les mailleurs génèrent automatiquement de tels groupes (suivant des critères propres au mailleur).

Ces groupes facilitent l’affectation des caractéristiques de matériaux sur le maillage, des conditions aux limites ou l’impression des résultats. En effet, lors de telles opérations on fait référence aux nœuds ou aux mailles, qu’il est intéressant de décrire par groupe.

L’opérateur de Code _Aster DEFI_GROUP [U4.22.01] permet de créer des groupes a posteriori sur tout concept de type maillage déjà lu.

On notera, que toutes les entités manipulées dans le code (nœuds, mailles, groupes de nœuds, groupes de mailles) sont nommées et utilisables à tout moment par leur nom ( 8 caractères au maximum pour les mailles et les nœuds, 24 caractères maximum pour les GROUP_MA et GROUP_NO).

La «casse» des noms est conservée : par exemple, “ GR_AB” est différent de “gr_ab”. La numérotation des entités n’est jamais explicitée : elle sert uniquement en interne pour pointer sur les valeurs des différentes variables associées.

FIN de sous-fichier#

C’est le mot “réservé” et obligatoire FINSF qui indique la fin d’un sous fichier, qui débute par un MOTCLE.

Liste des mots clés (types de sous fichiers)#

TITRE	Description du fichier maillage à caractère documentaire. Les opérateurs d’interface avec des mailleurs construisent un titre à partir d’informations propre à chaque mailleur
/ COOR_3D	Description des noeuds par trois coordonnées spatiales : * nom du nœud décrit (ou numéro interprété comme un nom), * 3 coordonnées,
/ COOR_2D	Description des noeuds par 2 coordonnées : * nom du nœud décrit (ou numéro interprété comme un nom), * 2 coordonnées,

/    POI1                                        points            )
/    SEG2        /    SEG3        /    SEG4        segments        )
/    TRIA3        /    TRIA6        /    TRIA7        triangles        )
/    QUAD4        /    QUAD8        /    QUAD9        quadrangles    )    connectivité
/    HEXA8        /    HEXA20        /    HEXA27        hexaèdres        )    des mailles
/    PENTA6        /    PENTA15    /    PENTA18    pentaèdres    )
/    TETRA4        /    TETRA10                    tétraèdres    )
/    PYRAM5        /    PYRAM13                    pyramides        )

GROUP_MA        Groupe de mailles (attention le nom est obligatoire)

GROUP_NO        Groupe de noeuds (attention le nom est obligatoire)

Remarques

Quand un mot clé a été lu, il reste interprété jusqu’à l’apparition de FINSF.
Après un FINSF, tout mot clé non reconnu (faute de frappe) est ignoré et un message est émis.
COOR_2D et COOR_3D sont mutuellement exclusifs.
La présence d’un système de coordonnées dans le fichier universel IDEAS provoque un arrêt de l’interface IDEAS/Aster.

La description des mailles#

Les conventions de description de la topologie des mailles dans Aster sont résumées ici. L’utilisation des mailles est donnée ici à titre indicatif, il faut se référer à la documentation propre à chaque commande.

Maille associée à un nœud (2D ou 3D)
POI1

Maille associée à un segment (2D ou 3D )
SEG2
SEG3
SEG4

Orientation : L’orientation est définie par l’ordre des nœuds sommets Cette orientation est éventuellement complétée par des caractéristiques données suivant le type d’élément fini affecté sur la maille par le mot clé facteur ORIENTATIONde l’opérateur AFFE_CARA_ELEM[U4.42.01].

Maille associée à un triangle (2D ou 3D )
TRIA3
TRIA6
TRIA7
Orientation : L’orientation est définie par l’ordre des nœuds sommets qui sont donnés pour définir le sens trigonométrique direct. Cette orientation est éventuellement complétée par des caractéristiques données aux éléments par l’opérateur AFFE_CARA_ELEM[U4.42.01], notamment pour les éléments de coque par le mot clé facteur COQUE.

Maille associée à un quadrangle (2D ou 3D)
QUAD4
QUAD8
QUAD9
Orientation : L’orientation est définie par l’ordre des nœuds sommets qui sont donnés pour définir le sens trigonométrique direct Cette orientation est éventuellement complétée par des caractéristiques données aux éléments par l’opérateur AFFE_CARA_ELEM[U4.42.01], notamment pour les éléments de coque par le mot clé facteur COQUE.

Maille associée à un tétraèdre (3D )
TETRA4
TETRA10

Maille associée à une pyramide (3D )
PYRAM5
PYRAM13

Maille associée à un pentaèdre (3D )
PENTA6
PENTA15
PENTA18	17 18 16 9

Maille associée à un hexaèdre (3D )
HEXA8
HEXA20
HEXA27

Liste des formats de description#

Nous décrirons le format de description des informations par une suite d’items.

Correspondance Item - Type FORTRAN#

NOM_DE_NOEUD
CHARACTER*8

NOM_DE_MAILLE
CHARACTER*8

COORD
REAL*8

LIGNE_DE_TEXTE
CHARACTER*80

FORMAT de lecture associé au mot clé#

FORMATS reconnus par Aster	mot clé

(1NOM_DE_NOEUD,3COORD) (1NOM_DE_NOEUD,2COORD)	COOR_3D COOR_2D
(1NOM_DE_MAILLE,1NOM_DE_NOEUD)	POI1
(1NOM_DE_MAILLE,2NOM_DE_NOEUD)	SEG2
(1NOM_DE_MAILLE,3NOM_DE_NOEUD)	SEG3,TRIA3
(1NOM_DE_MAILLE,4NOM_DE_NOEUD)	QUAD4,TETRA4,SEG4
(1NOM_DE_MAILLE,5NOM_DE_NOEUD)	PYRAM5
(1NOM_DE_MAILLE,6NOM_DE_NOEUD)	TRIA6,PENTA6
(1NOM_DE_MAILLE,7NOM_DE_NOEUD)	TRIA7
(1NOM_DE_MAILLE,8NOM_DE_NOEUD)	QUAD8,HEXA8
(1NOM_DE_MAILLE,9NOM_DE_NOEUD)	QUAD9
(1NOM_DE_MAILLE,10NOM_DE_NOEUD)	TETRA10
(1NOM_DE_MAILLE,13NOM_DE_NOEUD)	PYRAM13
(1NOM_DE_MAILLE,15NOM_DE_NOEUD)	PENTA15
(1NOM_DE_MAILLE,18NOM_DE_NOEUD)	PENTA18
(1NOM_DE_MAILLE,20NOM_DE_NOEUD)	HEXA20
(1NOM_DE_MAILLE,27NOM_DE_NOEUD)	HEXA27
(1*NOM_DE_NOEUD)	GROUP_NO
(1*NOM_DE_MAILLE)	GROUP_MA
(LIGNE_DE_TEXTE)	TITRE

Répétition du Format#

Toute répétition du format doit commencer en début de ligne.

Exemples :

Est ILLICITE :

COOR_2D

N1 1.            2.            N2            1.

3.

FINSF

Est LICITE :

COOR_2D

N1 1.

2.

N2 1.

3.

FINSF

Exemples de sous fichier#

Exemples de sous fichiers décrivant les coordonnées spatiales de 5 nœuds exprimées dans le repère global cartésien de base. Ici le contenu de l’information est le même pour les 2 sous fichiers, c’est le mode de représentation qui diffère.

Fichier issu de l’interface IDEAS-Aster#

COOR_3D    NOM=MAILLAGE1            NBOBJ=5            NBLIGE=5        NBLIGT=12
NUMIN=4                NUMAX=14
AUTEUR=INTERF_ST/TF                DATE=27/11/89

%            XMAX=10.0        YMAX=20.0        ZMAX=0.0

%            XMIN=0.0        YMIN=0.0        ZMIN=0.0

%FORMAT=(1*NOM_DE_NOEUD,3*COORD)

NO4        0.0        0.0            0.0

NO7        5.0        0.0            0.0

NO8        5.0        5.0            0.0

NO10        10.0    20.0        0.0

NO14        5.0        10.0        0.0

FINSF

Exemple illustrant les formats d’écriture possibles#

TITRE                            % c'est le titre

QU'IL EST BEAU MON FICHIER MAILLAGE        % autosatisfaction

FINSF

COOR_2D                % coordonnees 2D
% présentation licite mais peu recommandable
NOEUD1    0                0.0
NOEUD2    1                1.D+0
NOEUD3    2.213564        2.32E+00
FINSF

SEG2                                                    % quelques mailles
MAILLE1    NOEUD1        NOEUD2        % qui m'aille
MAILLE3    NOEUD2        NOEUD3

FINSF

POI1
MAILLE2    NOEUD2

FINSF

GROUP_MA                                                % groupe de mailles
GROUP1        MAILLE1    MAILLE3

FINSF

GROUP_NO            NOM = GROUP2
NOEUD1        NOEUD2

FINSF

FIN                            % obligatoire

Exemple illustrant l’affectation par groupes constitués#

Cet exemple est, évidemment, schématique pour décrire les principales règles d’affectation.

Maillage 2D : un quart d’un domaine plan

../../../../_images/100009D4000018B4000017FA2CC09C8BA6F539D6.svg

Pour l’affectation des

chargements sur les bords intérieur et extérieur:

groupes de mailles BORD_EXTet BORD_INT

conditions aux limites :

groupes de nœuds SYME1et SYME2

matériaux:

groupes de mailles mail1et mail2

COOR_2D N1 4. 2. N2 2. 4. N3 6. 2. N4 2. 6. N5 8. 2. N6 2. 8. N7 6. 3.8 N8 3.8 6. N9 8. 4. N10 4. 8. N01 3. 3. N02 5. 5. N03 7. 7. FINSF

GROUP_MA nom = BORD_INT bi1 bi2 FINSF GROUP_MA nom = BORD_EXT be1 be2 be3 be4 FINSF

GROUP_NO nom = SYME1 N1 N3 N5 FINSF

GROUP_NO nom = SYME2 N2 N4 N6 FINSF

GROUP_MA nom = mail1 m5 m6 m7 FINSF GROUP_MA nom = mail2 m8 m9 m10 FINSF

TRIA3 m2 N01 N7 N02 m3 N01 N02 N8 m6 N7 N9 N03 m7 N7 N03 N02 m8 N8 N02 N03 m9 N8 N03 N10 FINSF

QUAD4 m1 N1 N3 N7 N01 m5 N3 N5 N9 N7 m4 N2 N01 N8 N4 m10 N4 N8 N10 N6 FINSF

SEG2 nom = B_INT bi1 N1 N01 bi2 N01 N2 FINSF

SEG2 nom = B_EXT be1 N5 N9 be2 N9 N03 be3 N03 N10 be4 N10 N6 FINSF

FIN