學會ANSYS數組的定義與使用,提高參數化建模與分析水平

ANSYS中APDL的「數組」與其他高級語言概念類似，這裡通過實例介紹數組的定義、賦值、顯示等內容。在建模和後處理過程中，使用數組可大大提高參數化過程，進而提高分析效率。ANSYS數組分為數值型數組、表數組、字符型數組和字符串數組，如無特別說明，本文所指數組均為數值型數組。

1.數組的定義

*DIM,Par,Type,IMAX,JMAX,KMAX,Var1,Var2,Var3,CSYSID

其中Par是數組名，其命名規則與變量一樣，如不超過32字符等。

Type是數組類型，標識符有ARRAY、ARR4、ARR5、TABLE、TAB4、TAB5、CHAR、STRING等，數值型就前三個，即ARRAY、ARR4和ARR5；預設為ARRAY即數值型數組。

IMAX、JMAX、KMAX為數組下標的最大值。Var1、Var2、Var3對應表數組的行、列、面名字，但對於ARR4和AAR5時，也為下標的最大值。CSYSID是坐標編號，在表數組荷載時使用。

例如：*DIM,A,,10!定義一維數組A(10)

*DIM,B,,5,3!定義二維數組B(5,3)

*DIM,C,,10,5,4!定義三維數組C(10,5,4)

*DIM,D,ARR5,10,5,4,2,6!定義五維數組D(10,5,4,2,6)

2.數組賦值

數組賦值方法主要有*SET或「=」、*VFILL、*VREAD等，常用的有「=」和*VREAD。需要特別注意的是，數組賦值以「列」優先，分別介紹如下。

（1）「=」賦值

等號可以一次為數組的一個元素或多個元素賦值，即可一個一個元素賦值，也可一次賦予18個元素的值。多於18個元素時，可以另次賦值，例如有兩個數組A(30)和B(4,5)，賦值如下：

*DIM,A,,30!30個元素的一維數組

*DIM,B,,4,5!4行5列數組

A(1)=1.1,2.2,3.3,4.4,5.5,6.6,7.7,8.8,9.9,10.0,11,12,13,14,15,16,17,18!一次賦18個

A(19)=19,20,21,22,23,24,25!從19開始再賦7個

A(26)=26,27,28,29!從26開始再賦4個

A(30)=30!當然也可一次賦一個元素

STAT,A!顯示A(30)數組的值

!假設B數組按4行5列分別元素數值為：

!1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

!2.1 2.2 2.3 2.4 2.5

!3.1 3.2 3.3 3.4 3.5

!4.1 4.2 4.3 4.4 4.5

!B數組賦值命令如下

B(1,1)=1.1,2.1,3.1,4.1!賦第1列的各行元素

B(1,2)=1.2,2.2,3.2,4.2!賦第2列的各行元素

B(1,3)=1.3,2.3,3.3,4.3!賦第3列的各行元素

B(1,4)=1.4,2.4,3.4,4.4!賦第4列的各行元素

B(1,5)=1.5,2.5,3.5,4.5!賦第5列的各行元素

!B(4,3)=100.0!賦予單個元素(4,3)數值

!STAT,B!先行後列顯示數值，一個一個元素顯示，不太直觀。

*VEDIT,B!編輯、修改、賦值、顯示數組B，比較直觀。

再次強調，ANSYS數組按「列優先（列不動行變）」賦值，如2維數組按列賦值，在一列時再按一維數組賦值。對於3維甚至更高維時規律類似，如5維數組，先按第5維賦值，然後是第4維，再是面賦值等等。

（2）*VREAD賦值

*VREAD命令是從ASCⅡ文件讀入數據，與其他高級語言類似。命令格式為：

*VREAD,ParR,Fname,Ext,--,Label,n1,n2,n3,NSKIP

其中ParR為已經定義好了的數組名。Fname和Ext為帶路徑的數據文件名和擴展名，長度分別可達250個字符和8個字符，但不能採用中文目錄名，預設時為當前工作目錄和當前工作文件名；一般不建議數據文件名和工作文件名相同，如需要帶目錄的文件時為（'E:/ANSYSWORK/DATA/FILENAME'）樣式（注意無括號）。

Label為賦值順序標識符，可取IJK、IKJ、JIK、JKI、KIJ、KJI或空(按IJK預設)。n1、n2、n3為與Label次序對應的數值，例如當Label=KIJ時，按(((ParR(i,j,k),k=1,n1),i=1,n2),j=1,n3)讀入並賦值。

NSKIP為讀入數據文件時跳過的行數，表示從下一行開始讀入數據，預設為零，即從第1行開始讀入數據。

在使用*VREAD時注意：該命令後緊跟數據格式行，且不能直接在粘貼在GUI的命令窗口執行；其次是數據文件可以為無整數的、用英文逗號隔開的數據（ANSYS「小意外系列」之一：須了解並避免出錯）。

通常數據文件都是按行和列排列的數據，當然希望按此讀入數據，例如按下述組織的數據文件(可用記事本編輯並保存在ANSYS當前工作目錄下，且為MYTEST.TXT文件)：

1.1,1.2,1.3,1.4,1.5

2.1,2.2,2.3,2.4,2.5

3.1,3.2,3.3,3.4,3.5

4.1,4.2,4.3,4.4,4.5

5.1,5.2,5.3,5.4,5.5

6.1,6.2,6.3,6.4,6.5

根據上述數據文件，顯然讀入順序應該「行不動列變」，即JIK格式，也就是*VREAD,A,MYTEST,TXT,,JIK,5,3,1，打開就是(((A(I,j,k),j=1,5),i=1,3),k=1,1)。可執行的命令流如下：

*DIM,A,,3,5!定義A(3,5)

*DIM,B,,3,5,2!定義B(3,5,2)

*CREAT,READDAT,MAC!創建宏文件READDAT.MAC

*VREAD,A,MYTEST,TXT,,JIK,5,3,1!讀入數據及格式

(5F15.5)

*END!宏結束

READDAT!執行宏

*CREAT,READDAT1,MAC

*VREAD,B,MYTEST,TXT,,JIK,5,3,2

(5F15.2)

*END!

READDAT1

!顯示數組(一個一個顯示)

*VEDIT,A

*VEDIT,B

!利用DOS命令刪除剛剛創建的兩個宏文件

/sys,del,readdat.mac

/sys,del,readdat1.mac

（3）*VFILL賦值

*VFILL用於填充數組或表數組，填充的數據按一定的分布規律或系列隨機數，其格式為：

*VFILL,ParR,Func,CON1,CON2,CON3,CON4,CON5,CON6,CON7,CON8,CON9,CON10

其中ParR為已定義的數組名。Func可以按：

DATA-將指定數據CON1~CON10填充數組。

RAMP-按CON1+((n-1)*CON2)規律填充數組，n由數組最大下標確定。

RAND-按均勻隨機數填充數組，即RAND(CON1,CON2)。

GDIS-按高斯分布隨機數填充數組，即GDIS(CON1,CON2)。

TRIA-按三角分布隨機數填充數組，即TRIA(CON1,CON2,CON3)。

BETA-按β分布隨機數填充數組，即BETA(CON1,CON2,CON3,CON4)。

GAMM-按γ分布隨機數填充數組，即GAMM(CON1,CON2,CON3)。

RIGID-按參考坐標(CON1,CON2,CON3)生成剛體模態填充數組。

CLUSTER-按CLUSTER生成激勵頻率填充數組，需使用(CON1,CON2,CON3,CON4,%CON5%)。

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3.顯示數組

命令*STAT,ParR可以列表顯示數組值，按行、列、面順序排列，但顯示時每行一個元素。

命令*VEDIT,ParR可以編輯、修改數組值，也可通過此命令賦值。

命令*VPLOT可以繪圖顯示數組值，其命令格式為「*VPLOT,ParX,ParY,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7,Y8」，其中ParX為橫坐標軸「列名稱」，預設時為數組下標。ParY和Yi為豎坐標軸的「列名稱」，即可同時繪製8條曲線。

*DIM,GG,,30,5

*VFILL,GG(1,1),GDIS,1,10

*VFILL,GG(1,2),TRIA,1,20,2

*VFILL,GG(1,3),BETA,1,20,2

*VPLOT,,GG(1,1),GG(1,2),GG(1,3)

4.數組刪除

數組刪除與變量刪除相同，即「數組名=」就將改數組刪除了，在讀入命令流(/INPUT或宏)中，系統不提醒確認，但在GUI方式時系統要求確認刪除。

上述為數組的基本內容，ANSYS還提供了對數組的各種運算函數和命令，可大大方便計算分析，這些回頭再聊。ANSYS的APDL類似FORTRAN語言，因此可以在ANSYS中添加自己的編程計算部分，但計算速度可能不太理想。

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