CalculiX でビーム要素の固有モード解析

構造解析でもっとも簡単なものを、、、と思って、DEXCS-Adventure をやってきましたが、これは3次元ソリッド要素の弾性構造解析。実は、世の中的には、ビルの鉄骨構造など、複雑な梁構造、あるいは、断面形状がヴァラエティーに富んでいたり、曲がりくねった梁など、そういう複雑なビーム構造で、モード解析をやりたいというニーズが多くあるようです。しかし残念ながら現在のDEXCSでは出来ません。

必要機能のキーワードは、「ビーム要素」と、「固有値解析」といったところでしょうか。

[[Calculix:]]、
[[Elmer:]]、
[[SLFFEA:]]、
[[SPACE:]]、といったあたりを候補にして調査してみた。

DEXCSコンポーネントとして、今のところの最有望はCalculiXです。

理由

-Linux(ubuntu 7.10) 上で、比較的簡単にコンパイル出来た。実行モジュールは、必要ライブラリーと一式にして、可搬性ありであった(ubuntu8.10でも動いた)。
SPOOLES.2.2とARPACKのソースコードをダウンロードしてくる必要のあったこと。但し、ダウンロードしたSPOOLESは小文字になっていた。また、最終的にそれらのライブラリーも必要で、makeする方法まではわからなかったが、パッケージインストールしたものをそのまま使って構わないようで、Makefileをそのように書き換えてやれば、すんなりMakeできた。
-入力データも出力データも、ASCII形式で、比較的簡単に解読可能であった。
-出力データをvtk形式に変換して可視化することも比較的容易であった。~
CalculiXにはもともとWindows版があって、GUI(cgx)も付属しているが、この使い方が、さっぱりわからないし、はっきり言って貧弱な見栄えなので、これを使うことは早々に諦めた。

***結果可視化例

入力データの例(上の計算)

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