一个算例 介绍 libmesh 的类

 

     算例出处：http://libmesh.sourceforge.net/systems_of_equations_ex1.php

 11 int main(int argc char** argv)

 12 

 13 {

 14         LibMeshInit init(argc, argv);

 15         Mesh mesh(init.comm());

 16 /*libMesh::Mesh

 17  * http://libmesh.sourceforge.net/doxygen/classlibMesh_1_1Mesh.php

 18  */

 19         MeshTools::Generation::build_square(mesh,

 20                                                 15, 15,

 21                                                 0., 1.,

 22                                                 0., 1.,

 23                                                 QUAD9);

 24 /*

 25  * libMesh::MeshTools:Generation 

 26  * http://libmesh.sourceforge.net/doxygen/namespacelibMesh_1_1MeshTools_1_1Generation.php

 27  * 几何生成函数（点，线，面，块，球）

 28  * build_point, build_line, build_square

 29  * build_cube, build_sphere

 30  * build_extrusion, build_delaunay_square

 31  */

 32 

 33         EquationSystems equation_systems(mesh);

 34 /*

 35  *libMesh::EquationSystems

     *http://libmesh.sourceforge.net/doxygen/classlibMesh_1_1EquationSystems.php

 37  * 共有函数：构造／析构， clear(), init(), update, has_system(), get_system()

 38  * matrix(); add_system(), delete_system(), n_vars(), n_active_dofs(), solve(), get_solution(), get_mesh(), get_info

 39  */

 40 

 41         LinearImplicitSystem &system = equation_systems.add_system<LinearImplicitSystem> ("Stokes");

 42 /*

 43  * libMesh::LinearImplicitSystem

 44  * http://libmesh.sourceforge.net/doxygen/classlibMesh_1_1LinearImplicitSystem.php

 45  * add_variable(), attach_assemble_function()

 46  */

 47 

 48         system.add_variable("u",SECOND);

 52         system.attach_assemble_function(assemble_stokes);

 53 

 54         equation_systems.init();

 56         equation_systems.parameters.set<unsigned int>("linear solver maximum iterations") = 250;

 58         equation_systems.get_system("Stokes").solve();

 59         }

 60 

 61         void assemble_stokes(EquationSystems& es, const std::string& system_name)

 62 {

 63         const MeshBase& mesh = es.get_mesh();

 64         const unsigned int dim=mesh.mesh_dimension();

 65         LinearImplicitSystem& system=es.get_system<LinearImplicitSystem>("Stokes");

 66         const unsigned int u_var = system.variable_number("u");

            FEType fe_vel_type = system.variable_type(u_var);

 69         FEType fe_pres_type = system.variable_type(p_var);

 70 /*libMesh::FEType

 71  * http://libmesh.sourceforge.net/doxygen/classlibMesh_1_1FEType.php

 72  */

 73 

 74 /*libMesh::FEGeneraicBase

 75  * http://libmesh.sourceforge.net/doxygen/classlibMesh_1_1FEGenericBase.php

 76  * 函数：get_phi(), get_dphi(), attach_quadrature_rule(); build(); reinit(); get_xyz(); get_JxW(); get_tangents();get_type();     n_shape_functions(); print_info()

 77  */

 78 

 79 /*libMesh::AutoPtr

 80  * http://libmesh.sourceforge.net/doxygen/classlibMesh_1_1AutoPtr.php#details

 81  * std::AutoPtr,  an AutoPtr owns the object it holds a pointer to, copying an AutoPtr copies the pointer and transfers owners    hip to the destination

 82  */

 83         AutoPtr<FEBase> fe_pres(FEBase::build(dim,fe_pres_type));

 84 

 85         QGauss qrule(dim, fe_vel_type.default_quadrature_order());

 86 

 87         fe_vel->attach_quadrature_rule(&qrule);

 88         fe_pres->attach_quadrature_rule(&qrule);

 89 

 90 /* libMesh::DofMap

 91  * http://libmesh.sourceforge.net/doxygen/classlibMesh_1_1DofMap.php

 92  * 函数：variable_type(), n_dofs()

 93  */    

 94         const DofMap& dof_map = system.get_dof_map();

 95 

 结尾

     libmesh内容非常庞大，相比oofem，可以大概理解这些类。

     libmesh::mesh   == oofem::domain  -> dof，单元数据管理（底层）

     libmesh::equationsystem  ＝＝ oofem::engmodel  －> 物理问题（映射）到有限元空间（平台）

     libmesh::linearimplicitsystem == oofem::linearstatic -> 特定有限元空间数值解（实现层）

 其他，smart指针设计，单元迭代器，数值积分类，矩阵计算，自适应网格模块等等。

 本文大致介绍下libmesh中经常用到的类，当然还有非常多，瞬态问题，非线性问题等等求解器类都非常丰富，使用中继续学习。后文继续介绍该问题的libmesh（有限元）实现思路。