OpenSees7款前后处理软件简介
0. 前言
与商业软件相比,OpenSees并没有提供图形用户界面(GUI)和可视化模块。使用过程中,用户一般是借助文本编辑器编辑输入文件,然后再交由OpenSees进行计算得到计算结果。当模型较为复杂时,没有直观的模型显示,输入文件耗费精力、容易出错且难以排查。为此,笔者统计了以下7款较为常用的OpenSees前后处理软件(排名不分先后)进行简单介绍,并附上链接,有需要的同学可自取。
1. ETO(ETABS TO OpenSEES)
华南理工大学陈学伟博士开发的OpenSees前后处理程序。顾名思义,ETO提供了ETABS(CSI公司开发研制的房屋建筑结构分析与设计软件)与OpenSees交互的接口,能读入ETABS导出的s2k文件,用户可在ETABS中建好模型并导出.s2k文件,在ETO中进行一定设置后,即可生成OpenSEES的.tcl脚本文件。ETO具有集成化的用户界面,可以显示平面、立面和三维视图,计算完成后,ETO提供了可视化界面显示分析结果。
图1 ETO界面
具体操作及案例可参考陈学伟的专著《结构弹塑性分析程序OpenSEES原理与实例》,陈学伟的微信公众号:Dino结构笔记。
图2 结构弹塑性分析程序OpenSEES原理与实例
2. STKO(ASDEA STKO for OpenSEES)
ASDEA STKO for OpenSEES(缩写STKO)是意大利软件公司ASDEA开发的基于搭载OpenSEES 求解器的商业有限元软件(可先申请许可证试用),前处理器方面提供便捷的GUI操作,且支持几何模型.igs, .step, .brep 格式导入。后处理器依靠HDF-5数据库可以在后处理中呈现各种位移和应力应变,反力云图,以及动画。可参考专著教材:《STKO User Manual》,视频教程可自行在B站等平台搜索。
图3 STKO后处理渲染效果
3. GiD+OpenSEES
GiD是专注于对数值模拟进行前后处理的软件。GiD+OpenSEES是其为OpenSees开发的引入预/后处理图形用户界面的软件插件。使用GiD+OpenSEES,需要安装GID。
GID官网链接:
https://www.gidhome.com/download/official-versions/win64/
GiD+OpenSEES官网链接:
http://gidopensees.rclab.civil.auth.gr/
注册方法:
http://blog.sciencenet.cn/blog-363947-600551.html
图4 GiD+OpenSEES
4. OSLite
OSLite 是免费、轻量级的OpenSees前后处理程序。OSLite的图形用户界面采用开放源代码的QT界面库开发;模型可视化采用了开放源代码的VTK可视化工具库。OSLite的功能和使用教程可至OSLite官网查看学习:
http://www.oslite.tech/index.php/index_cn.html
OSLite是出于公益目的开发的软件,可以通过发送email到邮箱jacques.chen@qq.com免费索取所需的版本,或者直接通过Internet在线下载,下载地址为:http://oslite.tech/index.php/Download.html
图5 GiD+OpenSEES界面
5. OpenSeesPL
OpenSeesPL是一个基于PC的图形预处理和后处理器(用户界面),用于三维(3D)地面和地面结构响应。三维有限元计算使用OpenSees进行。OpenSeesPL中可用的分析选项包括:1)Pushover分析、2)模式振型分析和3)地震分析。有限元网格可视化使用OpenTK (OpenGL)库,x-y作图使用OxyPlot。官网链接:
http://soilquake.net/openseespl/
图6 GiD+OpenSEES
使用教程可自行上网搜索,如:
https://www.bilibili.com/read/cv11939030/
6. OpenSees Navigator
OpenSees Navigator是用于OpenSees的图形用户界面(GUI)前置和后置处理器。它是用MATLAB编写的,但可以作为一个独立的应用程序运行。
官网有使用教程和案例视频(都是英文),下载OpenSees Navigator请发送电子邮件peer_center@berkeley.edu并提供以下信息:电子邮件,姓名,姓氏,机构,以及使用OpenSees Navigator的简要描述。官网链接:
https://openseesnavigator.berkeley.edu/
图7 OpenSees Navigator
7. BuildingTclViewer
BuildingTclViewer是一个Tcl/Tk小程序,它提供了一个图形用户界面来交互式地创建BuildingTcl数据库,使用OpenSees交互式地运行数值模拟,并交互式地查看结果,但貌似2009年以后就没有再继续更新维护了。官网链接:
https://opensees.berkeley.edu/wiki/index.php/BuildingTcl
图8 BuildingTclViewer
图9 BuildingTclViewer版本历史