در قسمت های قبلی به معرفی نرم افزارهای عمومی از قبیل microsoft office و نرم افزارهای محاسباتی ریاضی مثل mathcad و maple پرداختیم… حالا بحث رو کمی تخصصی می کنیم و زبان برنامه نویسی فرترن که در عرصه هوافضا و خصوصا آیرودینامیک اهمیت داره مورد بحث و بررسی قرار خواهیم داد….
قصد ندارم خیلی ریز وارد این نرم افزار بشم و تنها به نکات مهمی که یه هوافضایی باید بدونه بسنده می کنم…
اگرچه این زبان نسبت به MATLAB بسیار ابتدایی تر هست (به عبارتی کودن تر!) اما سرعتش بسیار بالاتر و مناسب برای محاسبات سنگین هست. کسایی که از روشهای CFD استفاده می کنند ارزش زمان رو می دونند و ترجیح میدن که با این زبان کار کنند.
کاربرد فرترن در ایرودینامیک، حل عددی معادلات دیفرانسیل جریان یعنی معادلات ناویر-استوکس هست. در پیشرانش هم این زبان به صورت گسترده استفاده میشه و برای مدل کردن احتراق و جریانهای داخلی کاربرد داره.
اما زبان فرترن رو باید توسط یک نرم افزار اجرا که مخصوص کد نویسی این زبان هست اجرا کرد… به این نرم افزار، کامپایلر میگن…. هر زبانی کامپایلر های متعددی داره از جمله زبان فرترن….یکی از مشکلاتی که فرترن داره اینه که اکثر کامپایلرهاش با محیط های جدید مثل ویندوز 7 سازگاری ندارن و برنامه رو به درستی اجرا نمی کنن….البته من یه کامپایلر portable فرترن (نیاز به نصب روی ویندوز نداره) دارم که البته هنوز خوب ازش جواب نگرفتم…
آدرس زیر، کمک خوبی به یادگیری شما در زمینه زبان فرترن میکنه…مطالب این سایت به صورت بخشهای جداگانه و عنوان بندی خوب ارائه شده، البته به زبان انگلیسیه:
http://www.math.hawaii.edu/~hile/fortran/fortmain.htm
برای آشنایی با این زبان و کاربرد اون در ادامه قصد دارم مثالی رو در زمینه CFD حل کنم… مثال به شرح زیر هست:
یک جریان ناپایای یک بعدی بین دو صفحه موازی بی نهایت قرار داره و صفحه پایینی با سرعت مشخص 40 متر بر ثانیه در حال حرکت هست. جریان لزج و تراکم ناپذیره و معادله حاکم بر اون به شکل زیره:
میدان حل به صورت زیر شبکه بندی شده که راستای عمودی نشان دهنده گره های مکانی (j ها) و زاستای افقی شامل گره های زمانی هست.
قصد ما اینه که پروفیل سرعت (مقدار u در تمامی j ها) رو در زمان 1.08 ثانیه با فاصله گام های زمانی 0.002 و گام مکانی 0.001 حل کنیم. توضیحات کامل این مسئله به صورت کامل در فایل زیر اومده…. برای اینکه مسئله رو کامل بفهمید حتما این فایل رو بخونید:
در اینجا ما از طریق یکی از روشهای CFD یعنی روش FTCS معادلات رو با زبان فرترن نوشته و حل می کنیم پروفیل سرعت رو بین زمان های صفر تا 1.08 نشون می دیم:
IMPLICIT NONE
!Tarife motaghayyerha———————————-
INTEGER :: JM, NM, j, n
REAL :: dy, dt, u0,d,v
REAL,DIMENSION(:,:),ALLOCATABLE :: U
!Input————————————————–
dy=0.001
dt=0.002
u0=40
JM=41
NM=541
v=0.000217
d=v*dt/(dy**2)
ALLOCATE(U(JM,NM))
!tarife I.C & B.C——————————————–
DO j = 2, JM-1
U(j,1)=0
END DO
DO n=1,NM
U(1,n)=u0
U(JM,n)=0
END DO
!FTCS Method:—————————————–
DO n= 1,NM-1
DO j=2,JM-1
U(j,n+1)=U(j,n)+d*(U(j+1,n)-2*U(j,n)+U(j-1,n))
END DO
END DO
!Output————————————————
open(unit=2,file=”FTCS.txt”,action=”write”,status=”replace”)
do j=1,JM
write (2,*) U(j,NM)
end do
end PROGRAM FTCS
سلام.
من هر نرم افزار فرترنی دانلود می کنم.برنامه رو که نوشتم ران نمیکنه مثلا microsoft power station4 و ft95 رو نصب کردم ولی جواب نگرفتم.ویندوزم 7 هست خواهشا کمک کنین.چون وقت زیادی ندارم
سلام.
در روزهای آینده یه کامپایلر برای دانلود میگذاریم. امتحان کنید شاید جواب گرفتید. من هم مشکلی شبیه شما داشتم اما این نسخه از کامپایلر رو اجرا کردم تونست کارم رو راه بندازه
سلام.مجبور شدم یه ویندوز مجازی xp نصب کنم. و اونجا کدم رو ران کردم با چه بدبختیی
با عرض سلام و تشکر از سایت خوبتون لطفا در صورت امکان در مورد نرم افزار های پس پرداشی مانند tecplot مطالب اموزشی یا کتاب و مرجع اینترنتی( در صورت امکان به زیان فارسی) قرار دهید
با سپاس