python中如何調用ansys

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python調用ansys

最近做瞭一個小項目，用python代碼進行ansys的二次開發，重點是如何使用python調用ansys.代碼如下：

import os
path = 'E:/test'
os.chdir(path)
ansys = r'"D:\"Program Files\ANSYS Inc"\v211\ansys\bin\winx64\MAPDL.exe""  -p ansys -dis -mpi INTELMPI -np 2 -lch -dir "E:\test" -j "test" -s read -l en-us -b -i "E:\test\1model.txt" -o "E:\test\Output\file.out""'
os.system(ansys)

當然瞭，這麼長的一串代碼肯定不是人手打的，因為肉眼分辨不出來的空格實在太多瞭。

具體命令在這裡，看圖

點擊tool的Display Command Line

復制路徑，最後一行

但是，直接的復制寫進代碼是沒有用的，因為Python識別不瞭空格，以及轉義字符造成的誤解，具體怎麼改正可以看上述代碼。

我在調試代碼中還遇到瞭ansys lock的問題，如圖：

原因就是調試代碼同時運行瞭多個MAPDL文件且input file都是同一個，導致瞭ansys lock，因為可以看到每次運行代碼都會產生一堆.log,.bat,.err文件，一般這些文件不會影響代碼的運行，但是下圖的.lock文件會是個bug，刪除運行產生的不相幹文件就可以瞭

利用python運行Ansys Apdl

版本要求

按照官網要求，ANSYS 2021以上，python 3.63.8，以下默認用戶電腦已經安裝ansys2021，python3.63.8，解釋器建議選用pycharm

pymapdl安裝流程

安裝pymapdl包（目前ansys-mapdl-core包隻支持這幾個版本），通過清華鏡像安裝，能夠得到完整的包，否則由於下載超時會中斷，且無法下載到最新的pymapdl-corba模塊導致無法實現python連接mapdl

pip install ansys-mapdl-core -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
pip install ansys-mapdl-reader -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
pip install ansys.api.mapdl.v0 -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
pip install protobuf -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
pip install grpcio -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
pip install grpcio-tools -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
pip install pyaedt -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
pip install ansys-dpf-core -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
pip install ansys-dpf-post -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

測試pymapdl是否安裝成功

from ansys.mapdl.core import launch_mapdl
mapdl = launch_mapdl()
print(mapdl)

若成功，則會顯示ansys版本以及mapdl版本

初始設置和本地啟動mapdl

import os
from ansys.mapdl.core import launch_mapdl
path = os.getcwd()
mapdl = launch_mapdl(run_location=path+'\working', exec_file=r"D:\setup_position_1\ansys2021r1\ANSYS Inc\v211\ansys\bin\winx64\ANSYS211.exe",additional_switches="-smp")
print(mapdl)

啟動失敗原因：

  • pymapdl工作目錄應在當前python工作目錄下，可以按照如上代碼設定 run_location=path+‘\working’
  • 若找不到系統中安裝的mapdl，則可以指定ansys路徑
  • 當遇到許可證問題，如mapdl超時等問題時，使用語句：additional_switches=“-smp”
  • 推薦使用版本為ansys2021 r1（本人目前使用沒有問題的版本）

PyMAPDL語法

pymapdl語法於ansys apdl語法基本一致，詳情可參考二者的官方文檔，以下給出一些示例：

mapdl.clear()
# define element and material
mapdl.prep7()
mapdl.units("SI")  # SI - International system (m, kg, s, K).

# define a ET30 and ET130 element type
mapdl.et(1, "FLUID30", kop2=1)
mapdl.et(2, "FLUID130", kop1=1)

# Define a material (nominal steel in SI)
mapdl.mp("SONC", 1, 1500)  # sonc in m/s
mapdl.mp("DENS", 1, 1000)  # Density in kg/m3
mapdl.mp("SONC", 2, 1500)  # sonc in m/s
mapdl.mp("DENS", 2, 1000)  # Density in kg/m3

工具庫

本批處理程序文件移動采用python os，glob以及shutil包，誤差分析方法采用二范數誤差分析：

import os
import shutil

def mkdir(path):
    path = path.strip()
    path = path.strip("\\")
    isExists = os.path.exists(path)
    if not isExists:
        os.makedirs(path)

def clearfolder(path):
    path = path.strip()
    path = path.strip("\\")
    isExists = os.path.exists(path)
    if  isExists:
        shutil.rmtree(path)
        mkdir(path)

def mycopyfile(srcfile, dstpath, file_num,filenamelist):                       # 移動函數
    if not os.path.isfile(srcfile):
        print ("%s not exist!"%(srcfile))
    else:
        fpath,fname=os.path.split(srcfile)             # 分離文件名和路徑
        if not os.path.exists(dstpath):
            os.makedirs(dstpath)                       # 創建路徑
        shutil.move(srcfile, dstpath + str(file_num)+'-'+fname)          # 移動文件
        print ("copy %s -> %s"%(srcfile, dstpath +str(file_num)+'-'+ fname))
        filenamelist.append(dstpath + str(file_num)+'-'+fname)

def filename_to_list(filepath):
    file_name_list = list()  # 新建列表
    for i in os.listdir(filepath):  # 獲取filePath路徑下所有文件名
        data_collect = ''.join(i)  # 文件名字符串格式
        file_name_list.append(filepath+data_collect)  # 將文件名作為列表元素填入
    return (file_name_list)  # 返回列表

def read_ansys_result(filepath, nodenum):
    ansysdata = []
    f = open(filepath, "r")
    data = f.readline()
    data = f.readline()
    for i in range(1, nodenum+1):
        data = f.readline()
        data = data.strip().split()

        ansysdata.append([float(data[1]), float(data[2]), float(data[3])])

    return ansysdata

def read_my_result(filepath, nodenum):
    mydata = []
    f = open(filepath, "r")
    data = f.readline()
    data = f.readline()
    data = f.readline()
    for i in range(1, nodenum+1):
        data = f.readline()
        data = data.strip().split()
        mydata.append([float(data[3]), float(data[4]), float(data[5])])
    return mydata

def cal_2Norm_Err_ofMesh(caldata,thedata):
    nodenum = len(caldata)
    a = 0
    b = 0
    c = 0
    d = 0
    e = 0
    f = 0
    for i in range(nodenum):
        a += pow(caldata[i][0] - thedata[i][0], 2)
        b += pow(caldata[i][1] - thedata[i][1], 2)
        c += pow(a,2)+pow(b, 2)
        d += pow(thedata[i][0], 2)
        e += pow(thedata[i][1], 2)
        f += pow(thedata[i][2], 2)
    a = pow(a, 0.5)
    b = pow(b, 0.5)
    c = pow(c, 0.5)
    d = pow(d, 0.5)
    e = pow(e, 0.5)
    f = pow(f, 0.5)
    realerr = a/d
    imagerr = b/e
    amperr = c/f
    err_list = str(realerr)+"  "+str(imagerr)+"  "+str(amperr)
    return err_list

def write_2Norm_Err_ofMesh(outputfile, ansysnamelist, mynamelist, thenamelist, fileinfolist):
    ansys_res_data = [] # 每一個元素代表一個文件的結果
    my_res_data = []
    the_res_data = []
    for i in ansysnamelist:

        print(i)
    for i in range(len(ansysnamelist)):
        ansys_res_data.append( read_ansys_result(ansysnamelist[i], fileinfolist[i][2]))
        my_res_data.append(read_my_result(mynamelist[i], fileinfolist[i][2]))
        the_res_data.append(read_my_result(thenamelist[i], fileinfolist[i][2]))

    f = open(outputfile,"w",encoding='GBK')
    f.write("Title=\"different mesh num err\"\n")

    f.write("variables=\"mesh_number\",\"real_err(%)\",\"imag_err(%)\",\"amp_err(%)\"\n")
    f.write("zone t=\"ansys-theroy\"\n")
    f.write("i="+str(len(ansysnamelist))+",f=point\n")
    for i in range(len(ansysnamelist)):
        ans_the=cal_2Norm_Err_ofMesh(ansys_res_data[i],the_res_data[i])
        f.write(str(fileinfolist[i][1])+"  "+ans_the+"\n")

    f.write("zone t=\"my-theroy\"\n")
    f.write("i="+str(len(ansysnamelist))+",f=point\n")
    for i in range(len(ansysnamelist)):
        my_the = cal_2Norm_Err_ofMesh(my_res_data[i], the_res_data[i])
        f.write(str(fileinfolist[i][1]) + "  " + my_the + "\n")

與window的交互接口

使用isubprocess包來調用第三方exe程序，示例如下：

import subprocess
command= " AcoFEM.exe AcoHarmicINFEM AcoHarmicINFEM.cfg 0 0 0"
p = subprocess.Popen(command, shell=True)
p.communicate()

需要註意：

  • exe文件放在python的工作根目錄下是最穩定的，其餘文件按照編程時與exe文件的目錄關系進行擺放
  • 盡量減少程序中的窗口輸出，如大量的節點信息在屏幕上輸出，這會導致鎖死
  • 顯示cmd窗口結果盡量使用p.communicate()而不是p.wait()防止輸出鎖死計算停止

總結

以上為個人經驗，希望能給大傢一個參考，也希望大傢多多支持WalkonNet。

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