德国MTU开源结构仿真软件CALCULIX

一、软件官网

https://www.calculix.de

二、软件简介

CalculiX 是一个用于解决现场问题的软件包,使用的方法是有限元法。使用 CalculiX 可以构建、计算和后处理有限元模型。预处理器和后处理器是一个使用 OpenGL API 的交互式 3D 工具。求解器能够进行线性和非线性计算。静态、动态和热解决方案可用。两个程序都可以独立使用。由于求解器使用 abaqus 输入格式,因此也可以使用商业预处理器。反过来,预处理器能够为 Nstran、Abaqus、Ansys、Code-aster 和 free-cfd 代码 Dolfyn、Duns、ISAAC 和 OpenFOAM 编写网格相关数据。包括一个简单的步进阅读器。此外,还提供外部 CAD 接口。该程序设计用于在 Unix 平台上运行,如 Linux 和 Irix 计算机,也可以在 MS-Windows 上运行。CalculiX 软件包是由一组爱好者在他们难得的业余时间开发的。他们是德国慕尼黑 MTU 航空发动机公司的员工,该公司批准了该版本。开发团队联系信息可以在软件官网找到。

CalculiX由两部分组成,分别是前后处理模块CalculiX GraphiX: cgx 和求解器模块CalculiX CrunchiX: ccx 。

三、开发团队介绍

CalculiX早期是MTU公司的内部项目,现由MTU 的工程师在业余时间开发维护。

MTU Aero Engines 是德国领先的航空发动机制造商,总部位于慕尼黑。该公司在商用和军用航空发动机以及地面燃气轮机的设计、开发、生产、销售和支持方面具有全球影响力。MTU的核心技术包括低压涡轮、高压压气机技术、涡轮轮盘以及制造工艺和维修技术。在商用发动机和工业燃气轮机服务提供商中,MTU位列前五,拥有约9,000名员工,年销售额约44亿欧元。

MTU参与了多种商用和军用航空发动机关键零部件和子系统的开发,包括为空客A320系列、波音757、C-17、波音747、空中客车A310和A330等机型提供的发动机。在军事领域,MTU为德国几乎所有军用发动机提供技术支持,包括A400M军用运输机的TP400-D6涡轮发动机、欧洲战机、狂风战机的RB199的EJ200发动机等

四、软件案例

由于CalculiX起源于MTU,因此软件在航发领域得到了不少的案例验证。软件官网甚至提供了一个真实的喷气发动机热仿真的案例数据(看数据应该是MTU内部工程师早期实验性质的喷气发动机,该喷气发动机并不具有工程实用价值,但是该案例于理解仿真相关原理和过程有很大帮助),包括喷气发动机的3D和2D模型,喷气发动机的设计说明书和实验文档(德语),基于2D模型的热仿真结果。

德国MTU开源结构仿真软件CALCULIX
实验性质的喷气发动机

 

德国MTU开源结构仿真软件CALCULIX
几何模型

 

德国MTU开源结构仿真软件CALCULIX
热仿真结果

软件官网还提供了涡轮增压压缩机叶片运行仿真,涡轮增压器涡轮的运行仿真两个官方案例。其中涡轮增压器涡轮运行仿真综合考虑了高温、高速运转过程中的热应变、压应力。计算了低周疲劳工况下,涡轮的塑性和等效蠕变应变引起的组合损伤,是一个非常不错的结构仿真案例。

德国MTU开源结构仿真软件CALCULIX
仿真结果

此外,勃兰登堡应用科学大学的马丁・克拉斯卡教授,使用CALCULIX完成了大量仿真案例,这些案例虽然都比较简单,但是涵盖了动静热等结构仿真主要题目。案例连接:https://github.com/calculix/CalculiX-Examples

德国MTU开源结构仿真软件CALCULIX
德国MTU开源结构仿真软件CALCULIX
德国MTU开源结构仿真软件CALCULIX
仿真案例

五、软件许可

该程序是自由软件;您可以根据自由软件基金会发布的 GNU 通用公共许可证的条款重新分发和 / 或修改它;许可证的第 2 版,或(根据您的选择)任何更高版本。分发该程序是希望它会有用,但没有任何保证;甚至没有对适销性或特定用途的适用性的默示保证。有关更多详细信息,请参阅 GNU 通用公共许可证。您应该已经收到了 GNU 通用公共许可证的副本以及该程序;如果没有,请写信给自由软件基金会,Inc.,675 MassAve,Cambridge,MA 02139,USA。


 

德国MTU开源结构仿真软件CALCULIX

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