プログラミング
Calculix: 無料の3次元構造有限要素プログラム
Calculix: A Free Software Three-Dimensional Structural Finite Element Program (calculix.de)
要約
CalculiXは、有限要素法(FEM)を用いて構造解析を行うための無料のソフトウェアパッケージです。線形および非線形計算、静的・動的・熱解析に対応しており、Abaqusの入力フォーマットを採用しているため、商用プリプロセッサとの互換性も高いです。Unix系OSおよびWindowsで動作し、MTU Aero Enginesのエンジニアによって開発されました。
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CALCULIX 無料の3次元構造有限要素プログラム バージョン2.23 が利用可能です 最終更新: 2025年11月1日 17:46:29 CET
CalculiXは、場問題を解くために設計されたパッケージです。使用される手法は有限要素法です。CalculiXを使用すると、有限要素モデルの構築、計算、ポストプロセッシングが可能です。プリプロセッサとポストプロセッサは、OpenGL APIを使用したインタラクティブな3Dツールです。ソルバーは線形および非線形計算を実行できます。静的、動的、熱的な解法が利用可能です。両方のプログラムは独立して使用できます。
ソルバーはAbaqusの入力フォーマットを利用しているため、商用のプリプロセッサを使用することも可能です。逆に、プリプロセッサはNastran、Abaqus、Ansys、Code_Aster、および無料のCFDコードDolfyn、Duns、ISAAC、OpenFOAMのためにメッシュ関連データを書き込むことができます。簡単なステップリーダーが含まれています。さらに、外部CADインターフェースも利用可能です。
このプログラムは、LinuxやIrixなどのUnixプラットフォームだけでなく、MS-Windowsでも実行できるように設計されています。CalculiXパッケージは、熱心なチームが限られた余暇時間で開発しました。彼らはドイツ、ミュンヘンのMTU Aero Enginesの従業員であり、同社はこの公開を許可しました。連絡先情報は、「ダウンロード」ページの最下部にあります。
CalculiXの機能の概要を迅速に把握するために、小型ジェットエンジンの調査結果を紹介します。このジェットエンジンは、1990年代初頭にAndreas Funkeと著者Klaus Wittigによってターボチャージャーローターを中心に構築されました。FEモデルはCalculiXでスクラッチから構築され、コンプレッサーとタービンのモデルはソルバー入力ファイルとともに配布物に含まれています。計算は、バースト速度と、低サイクル疲労およびクリープに関する最も高い許容回転速度を決定するために行われました。さらに、ベーンとの共振の可能性を決定するために固有振動数が計算されました。
モデルは、低減積分を持つ20ノードのブリック要素でメッシュ化されています。ディスクの左右は周期的対称性の方程式で接続されており、構造の一部のみに基づいて、回転対称体のあるノード直径の固有値とモード形状を計算できます。コンプレッサーは鋳造アルミニウム合金(AlSi - C355)で、タービンは高温合金(Inco 713C)で作られています。
ターボチャージャーコンプレッサー(青)とタービン(赤)を備えたジェットエンジンのCalculiX FEモデル。ジェットエンジンモデルとドキュメントについては、ここをクリックしてください。ターボチャージャーコンプレッサーの例を見るには、ここをクリックしてください。ターボチャージャータービンの例を見るには、ここをクリックしてください。さらなる例については、ここをクリックしてください(Brandenburg University Of Applied SciencesのMartin Kraska教授に感謝します)。ダウンロードとCALCULIXの有限要素およびグラフィック機能の詳細については、ここをクリックしてください。開発に貢献したプロのCalculiXユーザーのリストについては、ここをクリックしてください。
Copyright (C) 1998 Guido Dhondt and Klaus Wittig
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