3d-Wärmeleitung stationär

Wie bei den eindimensionalen Rechenfällen beginnen wir mit der stationären Wärmeleitung ohne Quelle. Anstelle eines Stabes wird eine wärmeleitender Quader betrachtet, für die ein Gitter und zwei Randbedingungsdateien bereits erstellt wurden. Im Gegensatz zum zweidimensionalen Fall macht es der dreidimensionale Fall unmöglich, das ganze Rechengebiet in einem Diagramm darzustellen. Das Programm gibt daher 3 Schnitte parallel zu den Hauptebenen aus.

3d-Wärmeleitung stationär ohne Quelle

Anwenden des Programms

1. Zuerst erstellen Sie ein Verzeichnis, in dem Sie das Programm "fluisa_wlgl_stat_3d" laufen lassen wollen.
2. In diesem Verzeichnis benötigen Sie die Quelldateien, d.h. die python3-Dateien "fluisa_wlgl_stat_3d_haupt.py", "steuer.py", "gitter.py", "rand_bed.py", "koeff_matrix.py", "loeser_lgs_7diag.py" und "ausgabe.py" sowie die Steuerdatei "steuer.txt", die Gitterdatei "gitter_fvm_11_11_11.dat" und die beiden Datein mit den Randbedingungen "rand_11_11_11_dirichlet_ost.dat" und "rand_11_11_11_neuman_ost.dat".
• Am einfachsten ist es, das *.tar.gz-Archiv herunterladen und im Zielverzeichnis zu entpacken. Das können Sie z.B. mit dem Konsolenbefehl tar -xzf fluisa_wlgl_stat_3d.tar.gz oder mit einem Entpackprogramm wie Xarchiver machen. Das Archiv enthält die Quelldateien, die Steuerdatei und die Dokumentation des Programms als *.pdf.
• Sie können aber auch jede Datei einzeln herunterladen. Dann müssen Sie jeweils die Buchstaben "txt" - im Dateinamen hinter "py" löschen. Sie müssen die Dateinamen von "fluisa_wlgl_stat_3d_haupt.pytxt" in "fluisa_wlgl_stat_3d_haupt.py", "steuer.pytxt" in "steuer.py", "gitter.pytxt" in "gitter.py", "rand_bed.pytxt" in "rand_bed.py", "koeff_matrix.pytxt" in "koeff_matrix.py", "loeser_lgs_7diag.pytxt" in "loeser_lgs_7diag.py" und "ausgabe.pytxt" in "ausgabe.py" ändern. Leider war es nicht möglich, die funktionierendem Dateiendungen beizubehalten, da der Server eine Fehlermeldung beim Anklicken ausgibt.
Im *.tar.gz-Archiv sind alle Dateiendungen richtig, die Programme sind sofort nach dem Entpacken lauffähig.
3. Dann öffnen Sie ein Konsolenfenster in diesem Verzeichnis (rechter Mausklick im Fenster des Verzeichnisses, dann "Terminal hier öffnen" klicken).
4. Führen Sie zur Sicherheit einen Virenscan über dieses Verzeichnis durch. Z.B. ich benutze clamscan mit dem Befehl clamscan -r -i. Sie können natürlich einen anderen Virenscanner benutzen.
5. Dann wird das Programm gestartet:
   • Das kann mit dem Konsolanbefehl python3 fluisa_wlgl_stat_3d_haupt.py geschehen.
   • oder Sie starten die Python-Umgebung IDLE in der Konsole mit idle, öffnen die Datei "fluisa_wlgl_stat_3d_haupt.py" über den Menüpunkt File -> Open. Dann öffnet sich ein weiteres Fenster mit dem Hauptprogramm. Dieses wird dann mit dem Menüpunkt run module gestartet.
6. Das Programm listet dem Benutzer die Steuerparameter, die in der Steuerdatei enthalten sind, auf und gibt dem Benutzer die Möglichkeit, die Steuerdaten mit einem Klick auf den "Eingabe ändern"-Button zu ändern.
7. Ein Klick auf den "weiter"-Button läßt das Programm die Temperaturverteilung im Quader ausrechnen.
8. Die Temperaturen werden in drei in der Steuerdatei bestimmten Schnittebenen - jeweils parallel zu den yz-, xz- und xy-Ebenen als 3d-Bild und als Konturbild angezeigt.
9. Die Temperaturverteilung wird zuerst als 3d-Graphik angezeigt, die Temperaturen werden in die Konsole geschrieben. Mit der Maus kann die Graphik zur besseren Ansich verdreht werden.
10. Diese Graphiken werden nacheinander weggeklickt, das Programm speichert sie.
11. Ein Wegklicken der letzten Konturgraphik (großes Kreuz oben rechts) beendet das Programm.

Anwenden des Programms - Neuman-Randbedingung im Ostrand.

1. Die Punkte 5 und 6 werden wie oben wiederholt.
2. Mit einem Klick auf den "Eingabe ändern"-Button öffnet sich das Menü zur Änderung der Eingabedaten. Geändert werden:
• Die Randbedingungsdatei wird von rand_11_11_11_dirichlet.dat in rand_11_11_11_neuman_ost.dat geändert.
• Die Augabedatei wird von temperatur.dat in temperatur_neuman_ost.dat geändert.
• Die Graphik_3d-Datei wird von temperatur_3d in temperatur_3d_neuman_ost geändert.
• Die Graphik-kontur-Datei wird von temperatur_kontur in temperatur_kontur_neuman_ost geändert.
3. Mit einem Klick auf den "übernehmen"-Button werden diese neuen Parameter übernommen.
4. Mit einem Klick auf den "weiter"-Button läuft das Programm weiter und die Punkte 7 - 11 werden wie oben abgearbeitet.

3d-Wärmeleitung stationär mit Dirichlet-Randbedingungen in den Rändern.

3d-Wärmeleitung stationär mit Dirichlet-Randbedingungen in den West-, Süd-, Nord-, unteren und oberen Rändern, im Osten mit Neuman-Randbedingung.

3d-Wärmeleitung stationär mit Quelle

3d-Wärmeleitung stationär mit Dirichlet-Randbedingungen in den Rändern und homogener Quellverteilung.

Anwenden des Programms

1. Zuerst erstellen Sie ein Verzeichnis, in dem Sie das Programm "fluisa_wlgl_stat_3d_quelle" laufen lassen wollen.
2. In diesem Verzeichnis benötigen Sie die Quelldateien, d.h. die python3-Dateien "fluisa_wlgl_stat_3d_quelle_haupt.py", "steuer.py", "gitter.py", "rand_bed.py", "koeff_matrix.py", "loeser_lgs_7diag.py" und "ausgabe.py" sowie die Steuerdatei "steuer.txt", die Gitterdatei "gitter_fvm_11_11_11.dat" und die beiden Datein mit den Randbedingungen "rand_11_11_11_dirichlet.dat".
• Am einfachsten ist es, das *.tar.gz-Archiv herunterladen und im Zielverzeichnis zu entpacken. Das können Sie z.B. mit dem Konsolenbefehl tar -xzf fluisa_wlgl_stat_3d_quelle.tar.gz oder mit einem Entpackprogramm wie Xarchiver machen. Das Archiv enthält die Quelldateien, die Steuerdatei und die Dokumentation des Programms als *.pdf.
• Sie können aber auch jede Datei einzeln herunterladen. Dann müssen Sie jeweils den Punkt - also "." - im Dateinamen vor py ergänzen. Sie müssen die Dateinamen von "fluisa_wlgl_stat_3d_quelle_haupt.pytxt" in "fluisa_wlgl_stat_3d_quelle_haupt.py", "steuer.pytxt" in "steuer.py", "gitter.pytxt" in "gitter.py", "rand_bed.pytxt" in "rand_bed.py", "koeff_matrix.pytxt" in "koeff_matrix.py", "loeser_lgs_7diag.pytxt" in "loeser_lgs_7diag.py" und "ausgabe.pytxt" in "ausgabe.py" ändern. Leider war es nicht möglich, die funktionierendem Dateiendungen beizubehalten, da der Server eine Fehlermeldung beim Anklicken ausgibt.
Im *.tar.gz-Archiv sind alle Dateiendungen richtig, die Programme sind sofort nach dem Entpacken lauffähig.
3. Dann öffnen Sie ein Konsolenfenster in diesem Verzeichnis (rechter Mausklick im Fenster des Verzeichnisses, dann "Terminal hier öffnen" klicken).
4. Führen Sie zur Sicherheit einen Virenscan über dieses Verzeichnis durch. Z.B. ich benutze clamscan mit dem Befehl clamscan -r -i. Sie können natürlich einen anderen Virenscanner benutzen.
5. Dann wird das Programm gestartet:
   • Das kann mit dem Konsolanbefehl python3 fluisa_wlgl_stat_3d_quelle_haupt.py geschehen.
   • oder Sie starten die Python-Umgebung IDLE in der Konsole mit idle, öffnen die Datei "fluisa_wlgl_stat_3d_quelle_haupt.py" über den Menüpunkt File -> Open. Dann öffnet sich ein weiteres Fenster mit dem Hauptprogramm. Dieses wird dann mit dem Menüpunkt run module gestartet.
6. Das Programm listet dem Benutzer die Steuerparameter, die in der Steuerdatei enthalten sind, auf und gibt dem Benutzer die Möglichkeit, die Steuerdaten mit einem Klick auf den "Eingabe ändern"-Button zu ändern.
7. Ein Klick auf den "weiter"-Button läßt das Programm die Temperaturverteilung im Quader ausrechnen.
8. Die Temperaturen werden in drei in der Steuerdatei bestimmten Schnittebenen - jeweils parallel zu den yz-, xz- und xy-Ebenen als 3d-Bild und als Konturbild angezeigt.
9. Die Temperaturverteilung wird zuerst als 3d-Graphik angezeigt, die Temperaturen werden in die Konsole geschrieben. Mit der Maus kann die Graphik zur besseren Ansich verdreht werden.
10. Diese Graphiken werden nacheinander weggeklickt, das Programm speichert sie.
11. Ein Wegklicken der letzten Konturgraphik (großes Kreuz oben rechts) beendet das Programm.

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