C语言与有限元程序设计
有限元基础编程百科全书
有限元基础编程百科全书
有限元基础编程是指使用有限元方法（FEM）进行工程分析和设计的计算机编程技术。
有限元方法是一种数值分析技术，用于解决复杂的工程和物理问题，例如结构分析、热传导、流体力学等。
下面我将从多个角度全面介绍有限元基础编程的百科全书。
首先，有限元基础编程百科全书应该包括对有限元方法的基本原理和数学基础的详细讲解。
这包括有限元离散化过程、单元和节点的概念、刚度矩阵和质量矩阵的推导，以及有限元解的数值求解技术等内容。
此外，对于常见的工程问题，如静力学、动力学、热传导和流体力学等，百科全书还应该包括有限元方法在这些领域的应用原理和算法。
其次，有限元基础编程百科全书还应该涵盖有限元程序的编写和实现。
这包括使用常见的有限元软件（如Abaqus、Ansys、Nastran等）进行编程的基本步骤和技巧，以及各种编程语言（如Fortran、C++、Python等）在有限元分析中的应用。
此外，还应该包括有限元程序的优化和并行计算技术，以提高计算效率和精度。
此外，有限元基础编程百科全书还应该介绍有限元分析在工程
实践中的应用。
这包括结构分析、材料力学、振动和声学分析、热传导和传热分析、流体力学和多物理场耦合分析等方面的工程案例和实际应用。
这些案例不仅可以帮助读者理解有限元方法的具体应用，还可以帮助他们将理论知识转化为实际工程问题的解决方案。
综上所述，有限元基础编程百科全书应该全面介绍有限元方法的理论基础、编程实现和工程应用，从而帮助读者全面深入地理解和掌握有限元分析技术。
希望这些信息对你有所帮助。
有限元教材PFF程序使用说明C版
1.8 平面刚架程序设计1.8.1 程序说明及总流程图依据前述平面刚架矩阵位移法原理，本节使用Visual C++ 6.0编译器编制了平面刚架先处理法计算程序PFF，该程序未使用C++面向对象的编程方法，而仍沿用兼容C的结构化程序设计方法，以便和本科生先修课程C语言相容。
本程序不建议使用TC++3.0及更低版本的编译器编译。
一．PFF的主要功能和特点(1)输入单元编号、结点编号和结点位移分量统一编码，单元材料信息；(2)先处理法形成结构刚度矩阵和综合结点荷载列阵；(3)Gauss消元法解线性代数方程组；(4)计算并输出结点位移和单元杆端力；二．PFF的使用方法(1)输入输出数据文件PFF从原始数据文件中读取结构的离散化信息，经计算后，将结果输出到结果数据文件中。
运行编译好的PFF可执行程序，会提示“Please input primary data file name!”，这时输入事先准备好的原始数据文件名，回车后，提示“Please input calculation result file name!”，输入一个文件名，PFF会自动以该文件名生成结果数据文件。
原始数据文件最好同PFF可执行程序放置在同一文件夹中，结果数据文件不应是已有的文件，而必须由PFF自动生成。
两文件建议使用英文和数字命名。
在输入文件名时，应包含后缀。
C语言以0为数组各维的开始下标，称为0基数组；而一般习惯是以1为数组各维的开始下标，称为1基数组。
PFF源程序编制时，仍以C语言为标准，使用0基数组，即PFF 程序内部处理机制是0基的。
但是为方便读者，原始数据文件和输出数据文件则按一般习惯，使用1基数组对结点、单元、结点位移分量、结点荷载和非结点荷载进行编号，即PFF程序外部表现是1基的。
(2)原始数据文件的格式下面依行序说明原始数据文件输入数据的含义：①总体信息ne,nj,n,np,nf,ene——单元总数；nj——结点总数；n——结点位移未知量总数；np——结点荷载总数；nf——非结点荷载总数；e——弹性模量②结点坐标(x[i],y[i])(i=0;i<nj;i++)x[i]——结点i+1的x坐标；y[i]——结点i+1的y坐标。
本科专业认证《计算机与程序设计基础》(C语言)教学大纲
《计算机与程序设计基础》课程教学大纲英文名称：Fundamentals of Computer and Programming课程编号：0812010005学分：2.5总学时：40。
其中，讲授学时24，上机学时16。
适用专业：全校非计算机专业理工科本科生先修课程：无开课学院、系：计通学院计算机应用系一、课程目标《计算机与程序设计基础》课程是新生入校的第一门计算机课程，也是大学本科理工科专业学生必修的公共基础课程。
《计算机与程序设计基础》的主要教学目的是使学生较全面、系统地掌握计算机的基本知识，理解计算机操作系统基础知识、掌握操作系统的基本应用，了解办公自动化系统的概念、基本组成和关键技术，熟练掌握文字处理软件、电子表格软件、演示文稿制作软件的使用方法，掌握C语言的基本语法、编程技术和基本算法，掌握程序设计的基本思想和方法，具备利用计算机求解实际问题的基本能力，能灵活应用C语言进行程序设计，有一定的编程和调试程序的能力。
使学生具有利用计算机分析问题、解决问题的意识与能力，提高学生的计算机素养，为将来应用计算机知识和技能解决专业中的实际问题打下必要的基础。
按照国家提出的课程培养目标、以及开设了本课程的相关专业2017培养方案中的毕业要求，制定本课程学习目标如表1所示：表1 《计算机与程序设计基础》（C语言）课程目标-毕业要求关系表二、课程内容及学时分配本课程内容、建议学时以及知识单元与课程目标支撑关系如表2所示。
表2 《计算机与程序设计基础》（C语言）课程内容及学时分配三、教学方法根据所面向学生的不同特点和专业要求，针对不同的教学内容采用不同的组织方式。
对理论性较强的内容以课堂教学为主；对应用性强的部分精讲多练，加强课内实验和课外自主练习；对较复杂的操作性内容采用任务驱动的案例教学；对知识性方面的内容以学生自学为主，同时让学生充分利用网络资源、教育平台进行启发式、讨论式、研究式的自主学习，在教学中给学生提供多样化的探索空间，鼓励他们进行个性化发展。
有限元程序设计大作业
有限元程序设计大作业1.不同板宽的孔边应力集中问题姓名：胡宇学号：21201201282.摘要本文采用MATLAB和FOTRAN四节点平面单元，利用有限元数值解法对不同板宽的孔边应力集中问题进行了数值模拟研究。
对于不同的板宽，并且与解析系数（半板宽b/孔半径r），得到了不同的应力集中系数1解进行了比较，验证了有限元解的正确性，并且得出了解析解的适用范围。
3.引言通常情况下的有限元分析过程是运用可视化分析软件(如ANSYS、ABAQUS、SAP等)进行前处理和后处理，而中间的计算部分一般采用自己编制的程序来运算。
具有较强数值计算和处理能力的Fortran语言是传统有限元计算的首选语言。
随着有限元技术的逐步成熟,它被应用在越来越复杂的问题处理中。
MATLAB是由美国MATHWORKS公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
4.MATLAB部分1，计算模型本程序采用MATLAB编程，编制平面四边形四节点等参元程序，用以求解近似平面结构问题。
本程序的研究对象为中央开有小孔的长方形板，选取的材料参数为：板厚h=1、材料强度E=1.0e11 Pa、泊松比mu=0.3。
此外，为方便网格的划分和计算，本文所取板的长度与宽度相等。
其孔半径为r=1，板宽为2b待定。
由于本程序的目的在于验证有限元解的正确性和确定解析解的适用范围，因此要求网格足够细密，以满足程序的精度要求。
同时为了减小计算量，我采取网格径向长度递增的网格划分方法。
此种方法特点是，靠近小孔部分的网格细密，在远离小孔的过程中，网格逐渐变得稀疏。
《有限元及程程序设计》课程设计说明书
河北工程大学《有限元及程序设计》课程设计说明书课程设计题目：平面钢架有限元程序功能修改设计副标题：1增加非节点荷载为集中力偶、纵向均布力以及线性分布力时固端反力的计算功能2 结果以文件形式输出指导教师：班级：姓名：学号：摘要有限元法是现代工程数值分析中应用广泛的一种方法，本文根据线性有限元理论对受有五种不同荷载的三杆钢架进行静力分析，将结构离散为三个单元四个节点。
分别建立每个单元的单元刚度矩阵和节点荷载列阵，根据刚度集成法建立了结构的总刚度矩阵和节点荷载列阵，得出结构的平衡方程，并用对角线元素置一法引入边界条件，用高斯消元法求解平衡方程。
最后编写C程序求解此问题，并通过与手算的比较验证了程序的准确性，通过增加一个杆件说明程序的通用性键词：有限元法杆平面刚架刚度矩阵对角线元素置一法 C语言A b s t r a c tFinite Element Method (FEM) makes an extensive use in the numerical analysis of modern construction. In this paper, we study Static state of the Plane frame which is loaded by five different kinds of loads based on linear finite element theory loads; the structure is divided into three units and four nodes. The stiffness matrix array node load of each unit is set up, According to Stiffness integration method we establish the total stiffness matrix and load node array of the structure which is aimed drawing the balance equation of the structure, and then introduce the boundary conditions by buy-one-diagonal elements .we can use Gaussian elimination method for solving equilibrium equations. Finally, we program procedures for the preparation of C to solve this problem, and through comparison with the hand count to verify the accuracy of the procedure, by adding a bar to descript generic property of the procedureKey words: Finite Element Method (FEM) Planar rigid frame Buy-one-diagonal elements Stiffness matrices C language目录设计题目说明-------------------------------------------------4 1.用有限元法进行手算----------------------------------------41.1化分单元，选取坐标系----------------------------------------------4 1.2求局部坐标系下各单元的单元刚度矩阵--------------------------------5 1.3求整体坐标系下各单元的单元刚度矩阵--------------------------------5 1.4求整体刚度矩阵----------------------------------------------------6 1.5求非节点荷载引起的等效节点荷载及节点荷载列阵----------------------6 1.6列整刚方程，求节点位移--------------------------------------------9 1.7求单元内力----- --------------------------------------------------101.7.1转换位移列阵- ---------------------------------------------------101.7.2求内力- --------------------------------------------------------111.8画内力图并列表--------------------------------------------132.程序设计与上机调试结果-------------------------------------142.1说明与结果- ------------------------------------------------------14 2.2程序设计中一些问题的描述- ----------------------------------------142.2.1数字描述--------------------------------------------------------142.2.2程序总框图------------------------------------------------------16主要结论-----------------------------------------------------16 设计心得体会---------------------------------------------------------16参考文献-----------------------------------------------------17附录C程序源代码及修改注释- --------------------------------17求图示平面刚架节点位移及各杆的内力错误!具体参数：面积弹性模量E=27/101.2mKN ⨯惯性矩I=421016667.4m-⨯1用有限元法进行手算1.1划分单元，标出单元号码及节点号码；选取整体坐标系O x y ，局部坐标系Oxy ，并标上单元的局部节点码i(1),j(2)，见下页图。
c++面向对象的有限元程序设计
《C++面向对象的有限元程序设计》一、引言在计算机科学和工程中，有限元方法是一种数值分析技术，广泛应用于工程设计和科学研究领域。
C++作为一种流行的编程语言，在有限元程序设计中也扮演了重要角色。
本文将从深度和广度两个方面对C++面向对象的有限元程序设计进行全面评估，并撰写一篇有价值的文章，以帮助读者更全面、深刻地理解这一主题。
二、C++面向对象的有限元程序设计的基本概念1. 有限元方法的基本原理有限元方法是一种数值计算方法，用于求解偏微分方程和积分方程。
通过将求解区域分割为有限个单元，建立单元之间的联系，将连续的问题转化为离散的代数问题，从而得到数值解。
在有限元程序设计中，需要考虑如何有效地表示和处理单元、节点、边界条件等信息。
2. 面向对象的程序设计思想面向对象的程序设计思想强调将现实世界中的问题抽象成对象，通过封装、继承和多态等机制构建模块化、可复用的代码结构。
在C++中，类和对象是面向对象程序设计的核心概念，有限元程序设计可以通过抽象出单元、节点、网格等对象来实现。
三、深入探讨C++面向对象的有限元程序设计1. C++语言特性在有限元程序设计中的应用在C++语言中，有丰富的特性可以用于实现面向对象的有限元程序设计。
类的封装可以用于表示单元和节点对象的属性和行为，继承可以用于构建具体单元类型的层次结构，多态可以实现对不同单元类型的统一处理。
2. 优化设计思路下的C++面向对象有限元程序设计针对大规模的有限元计算，优化的设计思路是必不可少的。
C++中提供了丰富的性能优化手段，如模板元编程、内联函数、移动语义等，可以在面向对象的有限元程序设计中发挥重要作用。
四、总结和回顾在本文中，我们对C++面向对象的有限元程序设计进行了全面评估，并撰写了一篇有价值的文章。
通过深入探讨原理、语言特性和优化设计思路，帮助读者更全面地理解了这一主题。
从我的个人观点看，C++面向对象的有限元程序设计是一个值得深入研究的领域，它不仅涉及到程序设计技术，还涉及到数值计算和工程应用等多个领域的知识。
有限元单元法程序设计
有限元单元法程序设计有限元单元法是一种用于工程结构分析和设计的计算方法，它将大型结构分解为许多小的离散单元，通过分析单元之间的相互作用来预测结构的力学行为。
有限元单元法程序设计是指针对特定工程问题，编写计算机程序来实现有限元分析的过程。
下面将介绍有限元单元法程序设计的基本流程和关键要点。
一、问题建模和网格划分有限元单元法程序设计的第一步是对工程结构进行合理的建模和网格划分。
建模的目的是将实际结构抽象为适用于有限元分析的数学模型，包括定义结构的几何特征、材料属性、边界条件等。
网格划分是将结构分解为许多小的单元，每个单元具有一定的形状和尺寸，以便于数值计算。
常用的单元形状包括三角形、四边形、四面体、六面体等，根据结构的特点选择合适的单元形状和尺寸。
二、单元刚度矩阵和载荷矩阵的求解在有限元单元法程序设计中，需要编写算法来求解每个单元的刚度矩阵和载荷矩阵。
单元刚度矩阵描述了单元内部的力学性能，包括刚度、弹性模量、泊松比等，它们通常通过数学公式或有限元理论推导得到。
载荷矩阵描述了单元受到的外部荷载，可以是均匀分布载荷、集中载荷或者边界条件引起的约束力。
通过合适的数值积分方法，可以计算得到每个单元的刚度矩阵和载荷矩阵。
三、组装全局刚度矩阵和载荷向量在有限元单元法程序设计中，需要将所有单元的刚度矩阵和载荷向量组装成整个结构的全局刚度矩阵和载荷向量。
这涉及到单元之间的连接关系以及边界条件的处理。
采用适当的组装算法，可以将各个单元的刚度矩阵和载荷向量叠加在一起，形成整个结构的刚度矩阵和载荷向量。
四、求解位移和应力有限元单元法程序设计的最后一步是求解结构的位移和应力。
通过斯蒂芬-泰勒算法或者其他迭代算法，可以得到整个结构的位移分布，然后根据位移场计算各个点的应变和应力。
这一过程涉及到对整个结构刚度矩阵的求解和对位移的后处理。
有限元单元法程序设计是一个复杂而又精密的工作，需要深入理解有限元原理、结构力学知识和数学方法。
有限元分析程序设计
结构有限元分析程序设计绪论§0.1 开设“有限元程序设计”课程的意义和目的§0.2 课程特点§0.3 课程安排§0.4 课程要求§0.5 基本方法复习$0.1 意义和目的1.有限元数值分析技术本身要求工程设计研究人员掌握1). 有限元数值分析技术的完善标志着现代计算力学的真正成熟和实用化,已在各种力学中得到了广泛的应用。
比如：，已杨为工程结构分析中最得以收敛的技术手段，现代功用大致有：a). 现代结构论证。
对结构设计从内力，位移等方面进行优劣评定，从而进行结构优化设计。
b)可取代部份实验，局部实验+有限元分析，是现代工程设计研究方法的一大特点。
c)结构的各种功能分析（疲劳断裂，可靠性分析等）都以有限元分析工具作为核心的计算工具。
2). 有限元数值分析本身包括着理论+技术实现（本身功用所绝定的）有限元数值分析本身包括着泛函理论+分片插值函数+程序设计2. 有限元分析的技术实现（近十佘年的事）更依赖于计算机程序设计有限元分析的技术取得的巨大的成就，从某种意义上说，得益于计算机硬件技术的发展和程序设计技术的发展，这两者的依赖性在当代表现得更加突出。
（如可视化技术）3.从学习的角度，不仅要学习理论，而且要从程序设计设计角度对这些理论的技术实现有一个深入的了解，应当致力于掌握这些技术实现能力，从而开发它，发展它。
（理论本身还有待于进一步完美相应的程序设计必须去开发）4.程序设计不仅是实现有限元数值分析的工具和桥梁，而且在以下诸方面也有意义：1). 精通基本概念，深化理论认识；2). 锻炼实际工程分析，实际动手的能力；3). 获得以后工作中必备的工具。
（作业+老师给元素库）目的：通过讲述有限元程序设计的技术与技巧，便能达到自编自读的能力。
§0.2 课程特点总描述：理论+算法+数据结构（程序设计的意义）理论：有限元算法，构造，步骤，解的等外性，收敛性，稳定性，误差分析算法；指求解过程的技术方法，含两方面的含义；a. 有限元数值分析算法，b, 与数据结构有关的算法（总刚稀疏存贮，提取，节点优化编号等）数据结构：指各向量矩阵存贮管理与实现，辅助管理结构（指针，数据记录等）具体特点：理论性强：能量泛函理论+有限元构造算法+数据结构构造算法内容繁杂：理论方法+技术方法+技术技巧技巧性强：排序，管理结构（指针生成，整型运算等）§0.3 课程安排①. 单元刚度矩阵及元素设计（单元刚阵算法，杆梁平面分析，板弯非协调元等）②. 总刚的形式及程序设计（单刚提前准备，技术复杂）③. l边界条件及程序设计（等效荷载计算，位移边界条件置入，多工况的对称性）④. 总刚线性方程组求解（LDL T分解，分块算法，子结构算法，波前法）⑤．单元应力计算+应力处理与改善。
什么是有限元语言
什么是有限元语言有限元语言是元计算公司开发的数值计算行业通用编程语言，支持有限元程序开发、有限体积法程序开发，支持与C++语言混合编程。
有限元语言最新标准FEL2.0于2015年9月公布，常用于大规模并行计算和任意多物理场耦合计算程序的开发，是至今为止数值计算行业中最专业的编程语言！有限元语言是一种模型语言。
是生成高级语言的语言，是一种能严格描述有限元问题并为广大有限元专家们乐于接受的语言，它非常接近于有限元的专业语言，故在此称为有限元语言。
采用这种语言描述有限元问题的主要工作就是写表达式（如形函数表达式，虚功方程表达式、算法表达式），因此采用这种语言编写程序就像写有限元学术论文和有限元教科书那样轻松自如。
CAE行业中不仅有体量巨大、功能强劲的商业软件，也有众多工程师自编自调的原创程序。
商业软件技术成熟、应用简便，而原创程序则可以在具体问题的分析功能上弥补商业软件的不足，二者相互补充，百花齐放，满足多样化具体分析需求的目的。
有限元语言，是为了降低算法应用技术的门槛而诞生的，介于普通商软和自编程序之间的技术。
使用高级的、对用户更友好的环境，通过对偏微分方程的描述和离散，引用不同的算法来降低工程师自己编程的难度，它比商软灵活，能够提供更针对性的解决方案。
所以有限元语言是一种高级开发工具，供广大CAE应用工程师更方便地描述自己的问题，自动调用算法生成可执行的计算代码。
从本质上讲，有限元语言是一个高级的编译器，它比大多数耳熟能详的商软更加灵活，能解决的问题更丰富，技术手段更直接，又比工程师自编程序简单，更好实施。
有限元语言，将是未来CAE发展的重要方向之一，与绝大多数商软相比，有限元语言所生成的针对具体问题的CAE分析工具，不管是实施成本，还是对问题的适应性，都有太多优势。
有限元 程序设计
0 0 0 0 K 58 0 K 78 K 88
顶线以上零元素无须存贮，仅顶线以下元素。
一维数组[A]存贮刚度矩阵[K]
K11 K
K12 K 22
0 K 23 K 33
K14 0 K 34 K 44
（2） 变带宽存贮（一维压缩存贮）
等带宽存贮虽然已经节省了不少内存，但认真 研究半带宽内的元素，还有相当数量的零元素。在 平衡方程求解过程中，有些零元素只增加运算工作 量而对计算结果不产生影响。如果这些零元素不存、 不算，更能节省内存和运算时间，采用变带宽存贮 可以实现（也称一维数组存贮） 。变带宽存贮编程
结束
2、单元分析
（1）各单元的bi,ci(i,j,m) ， 面积A； （2）应变矩阵[B]，应力矩阵[S]； （3）单元刚度矩阵[k]； （4）单元等价载荷列向量[F]。
开始 输入基本数据 计算单元刚度矩阵 形成总体刚度矩阵 形成结点荷载向量
3、系统分析
（1）整体刚度矩阵[K]的组装； （2）整体载荷列阵{P}的形成；
从第j列的主对角线元素起到该列上方第一个非零 元素为止，所含元素的个数称为第j列的列高，记为hj ； 如果把第j列上方第1个非零元素的行号记为mj，则第j 列的列高为 hj = j - mj + 1 其实，hj就是第j行的左带宽，因而必有 UBW= max(hj)
j=1,2, …,N
利用节点位移信息数组 ID （去约束后节点位移自 由度编码），可容易地确定刚度矩阵 [K] 任何一列的 列高。
0 0 0 K 45 K 55
0 0 K 36 K 46 K 56 K 66
0 0 0 0 0 K 67 K 77
什么是c语言程序设计
什么是c语言程序设计C语言程序设计是一种使用C语言进行编程的过程，它是一种通用的、过程式的编程语言，由Dennis Ritchie在20世纪70年代初开发。
C语言以其高效性、灵活性和广泛的应用领域而闻名，是许多现代编程语言的基础，如C++、Java和C#。
C语言的特点1. 简洁性：C语言的语法结构简洁，易于学习。
2. 结构化：C语言支持结构化编程，使用函数、循环和条件语句等结构。
3. 低级访问：C语言允许对内存地址的直接操作，这使得它非常适合硬件级别的编程。
4. 可移植性：C语言编写的程序在不同操作系统和硬件平台上具有很高的可移植性。
5. 广泛支持：C语言有着广泛的库支持，可以用于开发各种类型的应用程序。
C语言的基本组成部分1. 预处理器指令：如`#include`和`#define`，用于包含头文件和定义宏。
2. 数据类型：C语言提供了基本的数据类型，如`int`、`float`、`char`等。
3. 变量：变量是存储数据的容器，需要先声明后使用。
4. 运算符：C语言提供了算术运算符、关系运算符、逻辑运算符等。
5. 控制语句：包括`if`、`switch`、`while`、`for`和`do-while`等。
6. 函数：C语言支持函数的定义和调用，允许代码重用和模块化。
C语言程序的基本结构一个典型的C语言程序通常包含以下几个部分：- 头文件：使用`#include`指令包含所需的库。
- 主函数：以`int main()`开始，是程序的入口点。
- 局部变量声明：在函数内部声明的变量。
- 语句：执行程序逻辑的代码块。
- 函数调用：调用其他函数以执行特定的任务。
- 返回语句：`return`语句用于从函数返回值。
C语言的编程范式- 过程式编程：C语言是一种过程式编程语言，强调使用过程（函数）来执行任务。
- 结构化编程：通过使用控制语句来组织程序结构。
- 低级编程：C语言允许对内存进行直接操作，适合进行系统编程。
c语言程序设计课程设计总结（通用6篇）
c语言程序设计课程设计总结一、什么是总结总结，汉语词语，读音为zǒng jié，意思是总地归结。
二、c语言程序设计课程设计总结（通用6篇）总结是在一段时间内对学习和工作生活等表现加以总结和概括的一种书面材料，写总结有利于我们学习和工作能力的提高，为此要我们写一份总结。
但是总结有什么要求呢？以下是小编为大家整理的c语言程序设计课程设计总结（通用6篇），仅供参考，大家一起来看看吧。
c语言程序设计课程设计总结1课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。
因此作为二十一世纪的大学来说掌握单片机的开发技术是十分重要的。
回顾起此次单片机课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在整整两星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说三极管PNP管脚不懂怎么放置，不懂分得二极管的正负极，对单片机汇编语言掌握得不好……通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。
这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多编程问题，最后在梁强老师的辛勤指导下，终于游逆而解。
同时，在梁强老师的身上我学得到很多实用的知识，在次我表示感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！c语言程序设计课程设计总结2经过一个星期的上机实践学习，使我对c语言有了更进一步的认识和了解，要想学好它要重在实践，要通过不断的上机操作才能更好地学习它，通过实践，我也发现我的好多不足之处，首先是自己在指法上还不行，经常按错字母，通过学习也有所改进；再有对c语言的一些标准库函数不太了解，还有对函数调用的正确使用不够熟悉，还有对c语言中经常出现的错误也不了解，通过实践，使我在这几个方面的认识有所提高。
有限元课程设计
有限元课程设计一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握有限元分析的基本概念、原理和方法，能够运用有限元软件进行简单的结构分析和优化设计。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解有限元分析的基本原理和方法；（2）掌握有限元软件的操作和应用；（3）了解有限元分析在工程领域的应用。
2.技能目标：（1）能够运用有限元软件进行简单的结构分析；（2）能够根据分析结果进行优化设计。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对工程技术的兴趣和热情；（2）培养学生团队合作意识和解决问题的能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括有限元分析的基本概念、原理和方法，以及有限元软件的操作和应用。
具体内容包括：1.有限元分析的基本概念：介绍有限元分析的定义、发展历程和应用领域。
2.有限元分析的原理：讲解有限元分析的基本原理，包括离散化方法、刚度矩阵和质量矩阵的建立等。
3.有限元分析的方法：介绍有限元分析的主要方法，包括静态分析、动态分析和优化设计等。
4.有限元软件的操作和应用：讲解有限元软件的基本操作，如几何建模、网格划分、材料属性设置等，并通过实例演示有限元分析的过程。
三、教学方法本节课采用多种教学方法相结合的方式，以激发学生的学习兴趣和主动性。
主要教学方法包括：1.讲授法：讲解有限元分析的基本概念、原理和方法。
2.案例分析法：通过分析实际工程案例，使学生更好地理解有限元分析的应用。
3.实验法：让学生动手操作有限元软件，进行简单的结构分析和优化设计。
4.讨论法：鼓励学生积极参与课堂讨论，培养团队合作意识和解决问题的能力。
四、教学资源本节课的教学资源包括教材、有限元软件、多媒体资料和实验设备。
具体如下：1.教材：选用国内权威出版的有限元教材，为学生提供系统的理论知识。
2.有限元软件：为学生提供有限元软件的学习版本，方便学生进行实践操作。
3.多媒体资料：制作课件和教学视频，以图文并茂的形式展示有限元分析的过程和应用。
4.实验设备：准备计算机实验室，确保每个学生都能顺利地进行软件操作和实验。
有限元课程设计报告
有限元课程设计报告一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握有限元分析的基本原理和方法，能够运用有限元软件进行简单的结构分析和优化设计。
具体分解为以下三个层面：1.知识目标：学生需要了解有限元分析的基本概念、原理和步骤，掌握有限元建模、求解和结果分析的方法。
2.技能目标：学生能够熟练使用有限元软件进行模型的建立、参数设置、求解和结果分析，具备一定的工程实践能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生对新技术的敏感性和学习兴趣，增强其创新意识和团队协作精神。
二、教学内容根据教学目标，本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.有限元法的基本原理：包括有限元法的起源、发展及其在工程领域的应用。
2.有限元法的数学基础：包括有限元法的数学表述、刚度矩阵、质量矩阵等。
3.有限元软件的使用：以某一主流有限元软件为例，介绍其操作界面、基本功能和应用实例。
4.有限元分析实例：包括梁、板、壳等常见结构件的分析，以及温度、应力、位移等结果的解读。
5.有限元模型的优化设计：介绍优化设计的基本方法，以及如何在有限元软件中实现。
三、教学方法为了实现教学目标，本课程将采用以下几种教学方法：1.讲授法：用于讲解有限元法的基本原理、数学基础和优化设计方法。
2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生掌握有限元软件的操作和结果分析。
3.实验法：让学生在实验室进行有限元软件的操作练习，提高其实际操作能力。
4.讨论法：分组讨论问题，培养学生的团队协作能力和创新思维。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选择一本适合本课程的教材，作为学生学习的主要参考。
2.参考书：提供一些相关领域的参考书，供学生深入研究。
3.多媒体资料：制作PPT、视频等教学课件，丰富教学手段。
4.实验设备：准备有限元软件的计算机、打印机等设备，以及必要的实验材料。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等多个方面，以全面客观地评价学生的学习成果。
《有限元程序设计》课件
有限元程序设计的前景展望
广泛应用
随着计算机技术的不断发展，有 限元程序设计将在更多领域得到 广泛应用，为工程设计和科学研 究提供有力支持。
技术创新
未来有限元程序设计将不断涌现 出新的技术和方法，推动该领域 不断发展壮大。
国际化发展
随着国际化交流的加强，有限元 程序设计将实现国际化发展，推 动国际合作和共同进步。
求解
求解整体方程组得到近似解。
有限元方法的应用领域
01
02
03
04
结构力学
用于分析各种结构的力学行为 ，如桥梁、建筑、机械零件等
。
流体动力学
用于模拟流体在各种介质中的 流动行为，如流体动力学、渗
流等。
热传导
用于分析温度场在各种介质中 的分布和变化。
电磁场
用于分析电磁场在各种介质中 的分布和变化，如电磁场、电
磁波等。
02
有限元程序设计的关键技术
网格生成技术
网格生成技术是有限元分析中 的重要步骤，它涉及到将连续 的物理空间离散化为有限个小 的单元，以便进行数值计算。
网格的生成需要满足一定的规 则和条件，以保证计算的精度
和稳定性。
常见的网格生成方法包括结构 化网格、非结构化网格和自适 应网格等。
网格生成技术需要考虑的问题 包括网格大小、形状、方向和 连接方式等。
02
详细描述
弹性地基板的有限元分析是一 个二维问题，需要考虑复杂的 边界条件和非线性方程的求解 。通过将地基板划分为若干个 四边形单元，可以建立非线性 方程组进行求解。
03
计算过程
04
首先将地基板划分为若干个四边 形单元，然后根据每个单元的物 理性质和边界条件建立非线性方 程组。最后通过迭代方法求解非 线性方程组得到每个节点的位移 和应力。
有限元基础编程百科全书
有限元基础编程百科全书全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：有限元是一种广泛应用在工程领域的数值计算方法，它将连续问题转化为离散问题，通过离散化的数学算法来解决各种工程问题。
有限元分析技术已经成为现代工程领域中不可或缺的工具，它不仅可以用来分析结构、流体、热传等问题，还可以用来模拟各种物理现象和优化设计。
在有限元分析过程中，计算机编程是必不可少的工具，只有通过编程实现数值计算，才能得到准确的解。
有限元基础编程百科全书旨在帮助读者系统地了解有限元方法的基本原理和编程实现技术，掌握有限元分析的思维方式和方法，进而能够应用有限元分析技术解决实际工程问题。
本书将从基础知识到高级技术，全面展示有限元分析技术在工程领域的应用，并提供详细的编程实例和案例分析，帮助读者深入理解有限元方法的精髓。
第一章将介绍有限元分析的基本概念和原理，包括有限元模型的建立、数学背景和离散化技术。
读者将了解有限元方法的基本思想和数学原理，理解有限元分析的基本步骤和流程，为后续学习和实践奠定基础。
第二章将介绍有限元分析中的常用数学方法和算法，如矩阵运算、积分计算和解方程等。
通过学习这些数学方法和算法，读者将能够更好地理解有限元程序的实现原理和数值计算技术，提高编程的效率和精度。
第三章将详细介绍有限元分析中常用的编程语言和软件工具，如MATLAB、Python和ANSYS等。
读者将学习如何使用这些工具进行有限元分析建模、网格划分、求解和后处理，掌握有限元分析软件的使用技巧和调试方法。
第四章将针对具体工程问题，通过编写有限元程序进行实际分析和计算。
读者将学习如何应用有限元方法解决结构强度、热传、流体力学等工程问题，掌握有限元分析的实践技巧和经验。
第五章将介绍有限元程序的优化和并行化技术，通过提高程序的运行效率和计算速度，实现更加复杂和大规模的工程分析。
读者将了解如何通过优化和并行计算技术提高有限元分析的效率和精度，进一步提升工程设计和仿真的水平。
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（ 上海交通大攀国家棋其 Ｃ Ｄ工程中心 上海 加０３） 几 ０ ０
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摘 要 本文通过与ＦＲＲ Ｎ 语官的比 说明 Ｏ ＴＡ ７ ７ 较， 利用Ｃ 语言开发有限元程序的 可行性。 结 果表明， 语官不但完 Ｃ 全可以实现ＦＲＲ Ｎ 的语法功能， Ｏ ＴＡ ７ ７ 拥有更强大的实用编程环境， 同时由 于提供指针变ｆ、 动态内 存分配函 数和结构变ｔ， 使其编写的软件在维护性、 可读性和 内 存利用效率方面具有明显的优势。文章最后还将Ｃ 语言与 近出 最 现的ＦＲＲＮ 作了 ＯＴＡ ９ ０ 简 单比较。
２ 语言与 Ｆ Ｒ Ｒ Ｎ 的主要语法结构比较 Ａ ７ Ｃ ＯＴ ７
ｃ 最初出现是用作Ｕ Ｉ操作系统的 Ｎ Ｘ 记述语言， 发展之初一直作为“ 较低级语言” 编写与硬 件关系密切的 底层软件。由于Ｕ Ｉ 成功和 ＮＸ的 广泛使用， 语言开始流行起来， ｃ 并成为一种普 遍使用的程序设计语言。由于两者产生的 背景不同， 它们是存在差异的。主要表现在函 数的 调用和参数的 传递， 特别是多维数组的处理方面不如ＦＲＲ Ｎ直观和易于理解。ＦＲＲ Ｎ Ｏ ＴＡ Ｏ ＴＡ 从一开始就用于科学计算， 必须处理诸如矩阵一类的数学问题， 多维数组是它的主要使用工 具， 语言一开 而ｃ 始主要是面向系统程序员的， 在应用中 很少会涉及多维数组。但这并不盒 味着在处理多维数组时会 遇到很多麻烦。 ３提供了利用指针数据类型处理多维数组及其 文【〕 在函 数中传 递的两种方法。利用这些方法可以方便地将 ＦＲＲ Ｎ的数组操作移植成 ｃ Ｏ ＴＡ 语言
和数据类型， 甚至允许用户利用基本数据类型自己定义数据类型。
ＦＲＲ Ｎ 的主要可执行语句与ｃ 确的 ７ Ｏ ＴＡ ７ 有明 语句对应关系， 并完成相应的功能， 见表１ ，
袅 １ Ｏ Ｔ Ａ ７ 主要句法与ｃ语官的对应关系 Ｆ Ｒ Ｒ Ｎ ７
Ｃｎ ｒｇ ＦＲＲ Ｎ ｔｓ ｒ ｗ ｔ ｓｔｉｙ ｇ ｎ ａ ｉｆｉ ａｐｉ ｗｈ ＴＡ ７， ａ ｒｉ ｓ ｕａｌ ｕｎ Ｃ ｕ ｅ ｎｅ ａｎ ｉ Ｏ ｔ ７ ｈ ｐ ｅｅ ｅ ｈ ｉ ｉ ｓ ｌｇ ｇ ｎ ｉ ｐ ｖ ｅ ｂ ｔ ｉ ａ ｉｔ 二ｄ ｅｐｅ ． ｒｕ ｉ ｉｔ ． ｔ ｎ ａ ｎ ｏｙ ｐｔ ａ ｉｅ ｔ ａ ｅ ｌｍｎ Ｔｅ ｌ ｎｃｅ ｔ Ｃ ｇ ｇ ｏ ｎ ｃ ｌ ｌ ｃｅｓ ｌ ｖｏ ｔｈ ｅ ｔ ｅｓｈ ｌ ｕ ｅ ｌ ｏ ｅ ｙ ｖ ｈ ｓ ｄ ａ ａ ｔ ｍ ｅ ｈ ｅ ｏ ｕ ｒ６ ｌ ｒ ｍ ｇ ｗｒｌ ｅ ｒ ａ ｎ － ａ ｏ ａ ｎ ｄ Ｆ ＲＲ Ｎ ， ａｏ ｐ ｖｅ Ｏ ＴＡ ７ ｂｔ ｃ ｒｉ 二 ｐ ｆ ｐｃ ａｐ ｇｍ ｉ － － ， ７ ｕ ｌ ａ ｏｄ ｓ ｎ ｄ ａｉｍｍｒａｏ ｔａ ｔ ｓ ｓ ｃｒ ｄａ ｓ 咫 ｐ ｇｍ ｉ阮 ｙ ｍ ｅｏ ｃｍ ｆ ｃ ｎａ ｔ ｔｅ ａ ｔ ｅ 阮 ｎ ｃ ｙ ｌ ａ ｕ ｉ ｎ ｒ ｕｄ ｙ ， ｎ ｏ ｄ ｕ ｔ ｐ ｒｒ ｏＣ ｏ ａ ｆ ｓ
ｉｒｍ ：ｈ勺ｒｄ ｉ 耐 ｍｍ ａｉ ｉ ．ｓ如 ｃ ｐ ｓ ｎ ｔ ｎ ，ａ ｌ ｎｎ ｎ 山 ｅ曲 ｉ ａａ ｔ ｙ ｅｏ ｌ ｌ Ｉｔ ｏ ａ ｏ ｙ ａ ｂｔ ｒ ｖａ ｉ ａ， ｍ ｒｎ ｙ ｉ
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Ｓｏ － １ ａｔ ｗ －
． ２１
万方数据
３ 动态内存分配技术
让我们先来研究一下利用ＦＲＲ Ｎ 编写的 Ｏ ＩＡ ７ ７ 有限元程序所使用最广的一种内存动态管 理方法。 该方法在程序一开始就在无名公共块中定义一个大数组Ａ 在程序不同 ， 运行阶段存
放不同的内容。
Ｃ Ｒ１〔Ｒ Ｍ Ｍ九Ｎ Ａ Ｌ
收 期： 一 加。叶又， 主要研究领城： 维板 稿日 ｔ 仍一 ＂ 博士， 三 料成形有限元 棋拟系 开发。 数值 统的
·２ · ０
万方数据
在各种机型和各种操作系统上都运行有 ｃ 语言的编译器， 提供了丰富的库函 数和实用程序， 以改善用户一 程序界面，Ｏ Ｕ 效率， 并简化编程。 本文的主要目 的是通过与ＦＲＲ Ｎ 的比较， Ｏ ＴＡ ７ ７ 说明利用 ｃ 语言开发有限元程序的可行 性。ｃ 语言不但包容了Ｆ ＲＲ Ｎ 的全部语法功能， Ｏ ＴＡ ７ ７ 它提供的指针数据类型实现了真正意义 上的内 存动态分配。同 合理有效地定义 时， 结构数据类型可大大增加程序可 读性和维护 效率。 ＦＲＲＮ 是ＦＲＲ Ｎ ０ Ｏ ＴＡ 语言的最新标准版本。由 Ｏ ＴＡ ９ 于采用了新的计算机软件科学理论， 其功能实际上已超过 ｃ 语言。作者对两者作了概要的比 从实用的角度提供了 较， 一些建议。
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ＣＬ １＂ ＡＮ ）ＡＮ）ＡＮ）ＡＮ）ＡＮ）ＡＮ ）Ｎ Ｏ ００ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱＬ Ｎ （１，（２，（３，（４，（５，（６，Ｄ Ｆ · ）
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关扭词 Ｃ 语言 有限元程序 ＦＲＲ Ｎ Ｏ ＴＡ ９ Ｏ ＴＡ ７ ＦＲ Ｒ Ｎ ７ ０
Ｃ Ｎ Ｕ Ｇ Ａ Ｄ Ｎ Ｔ Ｆ ．ｌ Ｌ Ｇ Ａ Ｅ Ｎ Ｆ Ｉ Ｅ Ｐｙ Ａ Ｉ ｆ ＥＮｊＰ ＯＧ Ａ ＇ Ｒ ＭＭＭＧ Ｒ
Ｙ ｏ Ｑ Ｙ ｒ ｅ ｕ Ｙ ， ｉ ａ ｎ
１ 引
言
ＦＲＲ Ｎ Ｏ ＴＡ 是最早出现的高级编程语言之一。国际标准化组织先后推出了ＦＲＲＮ Ｏ Ｔ Ａ Ｗ， ＦＲＲ Ｎ 以 Ｏ ＴＡ ７ 及最近的ＦＲＲ Ｎ 三种标准版本， ７ ＯＴＡ ９ ０ 至今已发展了三十余年， 在科学计算领 域有广泛的 应用。当前有限元程序的抓代码几乎清一色是由ＦＲＲ Ｎ Ｏ ＴＡ 写成。而Ｃ 语言的 发 展仅有十几年， 但却有一种后来居上的 趋势， 开始成为开发高质ｔ软件的主要编程语盲。目 前
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由 于Ａ 数组的大小必须事先给定， 为满足解题规模， 会尽可能开得足够大。当 求解一个 较小间题时， 它同样占 据着很大的内 无疑造成计算机资源的浪费， 存， 这种情况对于目 前多任
·２ ． ２
万方数据
务多进程的 操作环境更为重要。同时， 求解更大规模的问题， 为了 还必须调整Ａ 数组的大小， 重新编译源程序。 实际计算问题的 大小是很难确定的， 利用上面方法编写的程序实际上在生成执行代码时 就决定需要内 存的数龙。更一般的情况是， 如果一个变量被指定为全局变量（ 如上面的Ａ数 组）则它在整个程序运行期间都占 ， 据存储单元。 如果是自 动变盆和形参， 则在其所在的子程 序执行期间， 有的 它占 存储单元也是不释放的。 这种方法处理问 缺乏灵活性， 题， 往往会浪费 许多内存， 不是真正意义上的动态内 存分配。人们应该设想能否找到这样一种方法， 根据需要 临时分配内存单元以 存放有用的数据， 数据不用时又可以释放存储单元。 当 此后这些存储单 元又可用来分配给其它数据或程序使用， 语言使用指针数据类型和标准的动态内存管理函 ｃ 数ｃ ｏ（可以非常方便地实现这一想法。 ａ ｃ） Ｕ 帕 ， ａ ｃｎｓ ） 记 ｃｌ（， ； ｌ ｏ ｉ ｚ ｅ 分配ｎ 个变Ａ的内 存连续空间， 每个变２字节大小是 ｓ 。由于此函 ｉ ｚ ｅ 数类型说明时是 ｖｄ ｏ ＊ ｉ ， 故在使用时要强制转换为所用类型变Ａ的 。 指针·
ＮＮ－ Ｕ Ｐ 一一Ｎ ＭＢ Ｒ Ｎ Ｄ Ｐ Ｍ Ｕ Ｅ Ｏ Ｏ Ｅ Ｆ Ｏ
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ｎ， 的 小 根 解 的 棋 程 运 时 值 数 Ｉ 用ｎｘ 个 节内 声共 ｌ２ 大 可 据 题 规 在 序 行 喊 。 组Ｐ共占 ｌ ２ 宇 存， ｎ 占 ２ 字 内 。 数 ｌ ２ 再 要 ， 们 用 空 可 单 使 下 语 用ｎｘ 个 节 存 当 组ｐ ｐ不 孺 时 它 占 的 间 简 地 用 面 句 ４ ，
的。
与ＦＲＲ ７ Ｎ 一样， 也是一种结构化的程序设计语言。结构化程序设计要求程序的 ＯＴＡ ７ ｃ 逻辑结构有顺序、 选择和循环三种基本结构， 提供了编写结构化程序所需要的语句。同时， ｃ 使用ｃ 也便于进行模块化程序设计， 程序由 ｃ 众多的函 数组成， 数是进行模块化程序设计的 函 基本单位， ＯＴＡ 与ＦＲＲ Ｎ的子程序功能相似。 另外， 还提供了 Ｏ ＴＡ 丰富 ｃ 较ＦＲＲ Ｎ 得多的 运算符