今天我們來學習如何利用少於200行的Python script，自動生成一個LS-DYNA模型，並自動提交求解。

這個模型會有兩個物件，在LS-DYNA裡我們叫他們做part。值得一提的是，這個part是LS-DYNA裡的part，並非是ANSA裡做為container的part。聽不太懂?!那正常，因為我們一開始也時常搞錯...

第一個part我們叫它做plate，由一個QUAD4 element組成。另一個part我們叫它做box，由六個QUAD4 element組成。box將會有個初速向下，去撞擊固定在地上的plate。

這個project總共分為八個部份：

1. 基本設定
2. 建立plate
3. 建立box
4. 建立接觸
5. 邊界條件及初始速度
6. 設定控制卡片
7. 設定輸出內容
8. 輸出檔案並求解

為減輕大家學習的難度，我們這個project先只在單一function內完成所有事項，並在material及property的建立先使用預設值(註1)，等大家比較熟悉ANSA API了，我們再試著重覆或需要做細部設定的地方找出來，寫成function或class。此外，這個project，我們會使用numpy及SciPy(註2)。

我們試著盡量逐行講解，讓大家能夠打好基礎。今天我們先講解第一到第三部份，[Day07]繼續講解第四到第八部份。

基本設定

首先，我們從ANSA內import兩個所需的module，base及constants。

from ansa import base, constants

接著建立一個deck,

deck = constants.LSDYNA

再來，我們呼叫base.SetCurrentDeck，把deck傳進去，這步是告訴ANSA，把GUI環境內的deck設為此deck。如果只是寫一個NO-GUI的script，那麼這個設定不是必須的。但是因為之後我們會想在GUI內，先觀察我們產生的plate、box及其它設定是否如我們所想，所以我們先在前面做這個設定。

base.SetCurrentDeck(deck)

建立plate

完成基本設定後，我們可以準備創建plate。
plate是一個LS-DYNA的QUAD4 element，由四個node組成。
我們可以將這個小節拆成三個step：

1. 建立四個node Entity，命名分別node1~node4。
2. 建立一個element Entity，是由node1~node4所組成，命名為plate_shell。
3. 建立一個set來裝載plate_shell，命名為plate_set。這個set的用途是之後方便用來做接觸及邊界條件設定。

我們逐個step來看。

step1

透過base.CreateEntity來創建node Entity。base.CreateEntity的基本介紹可以參考Day03的說明。

element_type經由GUI介面可以得知其名稱為NODE。
fields是此Entity真正包含的內容，需為dict型態，key是LS-DYNA卡片內各列的參數名，value則是我們想賦予的值。此處NID為node這種Entity的id，XYZ則為座標值。

依照這個原則，我們可以建立四個node Entity，其可以組成邊長為100的正方形。

node1 = base.CreateEntity(
    deck, 'NODE', {'NID': 1, 'X': 0, 'Y': 0, 'Z': 0})
node2 = base.CreateEntity(
    deck, 'NODE', {'NID': 2, 'X': 100, 'Y': 0, 'Z': 0})
node3 = base.CreateEntity(
    deck, 'NODE', {'NID': 3, 'X': 100, 'Y': 100, 'Z': 0})
node4 = base.CreateEntity(
    deck, 'NODE', {'NID': 4, 'X': 0, 'Y': 100, 'Z': 0})

step2

shell的element type為ELEMENT_SHELL。因為我們想建立的是QUAD4，所以fields的type內需指定為QUAD，至於PID是指property id，因為我們還沒產生，所以可以先隨便指定一個數字，ANSA若發現這是未使用的PID，會幫我們建立一個相對應的property Entity及material Entity，我們此處給1。element id我們也指定為1，N1~N4則分別指定為step1所產生的node1~node4 Entity。最後，命名此Entity為plate_shell。

plate_shell = base.CreateEntity(deck, 'ELEMENT_SHELL', {'TYPE': 'QUAD',
                                                        'PID': 1,
                                                        'EID': 1,
                                                        'N1': node1,
                                                        'N2': node2,
                                                        'N3': node3,
                                                        'N4': node4})

step3

set的element type為SET。我們建立一個名為plate_set的Entity，其fields內的Name則給定一個plate的名字。接著我們透過base.AddToSet將step2產生的plate_shell放進plate_set內。

plate_set = base.CreateEntity(deck, 'SET', {'Name': 'plate'})
base.AddToSet(plate_set, plate_shell)

建立box

box是由六個QUAD4 element組成，步驟與plate很像，我們也可以將此小節拆成三個步驟：

1. 建立八個node Entity，命名分別node10001~node10008。
2. 建立六個element Entity，是由node10001~node10008所組成，命名為box_shell1~box_shell6，並用一個list裝載他們，命名為box_shell。
3. 建立一個set來裝載box_shell，命名為box_set。這個set一樣是方便之後用來做contact設定。

step1

node10001~node10008 可以組成邊長50mm的正立方體。我們將box的底部預設為離地5mm，所以將node10001~node100004的z設為5(註3)。

# box bottom layer
node10001 = base.CreateEntity(
    deck, 'NODE', {'NID': 10001, 'X': 25, 'Y': 25, 'Z': 5})
node10002 = base.CreateEntity(
    deck, 'NODE', {'NID': 10002, 'X': 75, 'Y': 25, 'Z': 5})
node10003 = base.CreateEntity(
    deck, 'NODE', {'NID': 10003, 'X': 75, 'Y': 75, 'Z': 5})
node10004 = base.CreateEntity(
    deck, 'NODE', {'NID': 10004, 'X': 25, 'Y': 75, 'Z': 5})

# box top layer
node10005 = base.CreateEntity(
    deck, 'NODE', {'NID': 10005, 'X': 25, 'Y': 25, 'Z': 55})
node10006 = base.CreateEntity(
    deck, 'NODE', {'NID': 10006, 'X': 75, 'Y': 25, 'Z': 55})
node10007 = base.CreateEntity(
    deck, 'NODE', {'NID': 10007, 'X': 75, 'Y': 75, 'Z': 55})
node10008 = base.CreateEntity(
    deck, 'NODE', {'NID': 10008, 'X': 25, 'Y': 75, 'Z': 55})

step2

六個element entity分別命名為box_shell1~box_shell6，pid都指定為2，由ANSA自動產生property及material Entity，EID則分別為 10001~10006。各個Entity的N1~N4則可能需要大家畫個圖，自己看座標填入適當的node Entity。最後再將box_shell1~box_shell6都裝入box_shell這個list。

box_shell1 = base.CreateEntity(deck, 'ELEMENT_SHELL', {'TYPE': 'QUAD',
                                                       'PID': 2,
                                                       'EID': 10001,
                                                       'N1': node10004,
                                                       'N2': node10003,
                                                       'N3': node10002,
                                                       'N4': node10001})

box_shell2 = base.CreateEntity(deck, 'ELEMENT_SHELL', {'TYPE': 'QUAD',
                                                       'PID': 2,
                                                       'EID': 10002,
                                                       'N1': node10001,
                                                       'N2': node10002,
                                                       'N3': node10006,
                                                       'N4': node10005})

box_shell3 = base.CreateEntity(deck, 'ELEMENT_SHELL', {'TYPE': 'QUAD',
                                                       'PID': 2,
                                                       'EID': 10003,
                                                       'N1': node10002,
                                                       'N2': node10003,
                                                       'N3': node10007,
                                                       'N4': node10006})

box_shell4 = base.CreateEntity(deck, 'ELEMENT_SHELL', {'TYPE': 'QUAD',
                                                       'PID': 2,
                                                       'EID': 10004,
                                                       'N1': node10004,
                                                       'N2': node10001,
                                                       'N3': node10005,
                                                       'N4': node10008})

box_shell5 = base.CreateEntity(deck, 'ELEMENT_SHELL', {'TYPE': 'QUAD',
                                                       'PID': 2,
                                                       'EID': 10005,
                                                       'N1': node10003,
                                                       'N2': node10004,
                                                       'N3': node10008,
                                                       'N4': node10007})

box_shell6 = base.CreateEntity(deck, 'ELEMENT_SHELL', {'TYPE': 'QUAD',
                                                       'PID': 2,
                                                       'EID': 10006,
                                                       'N1': node10005,
                                                       'N2': node10006,
                                                       'N3': node10007,
                                                       'N4': node10008})

box_shells = [box_shell1, box_shell2, box_shell3,
              box_shell4, box_shell5, box_shell6]

step3

建立一個名為box_set的Entity，其fields內的Name則給定一個box的名字。接著我們透過base.AddToSet將step2產生的box_shell放進box_set內。

值得注意的是base.AddToSet除了支援放入單一的Entity，也可以放入一個內含多個Entity的list，所以我們可以直接將box_shell放進box_set。

box_set = base.CreateEntity(deck, 'SET', {'Name': 'box'})
base.AddToSet(box_set, box_shells)

備註

註1：理論上，LS-DYNA是沒有預設單位的，所有輸入的數字都反映了使用者想模擬的世界。但因為這邊我們利用了ANSA自動產生material及property的功能，所以這個模擬世界的單位，將會是ANSA預設的ton/mm/sec。

註2：ANSA共附了numpy、SciPy、OpenSSL、H5py及randomcolor等五個third-party package。

註3：聰明的你可能會發現，這樣設定，相距不是5啊?沒錯，嚴格來說，plate及box的預設厚度皆為1mm，實際相距會是(5-2*1/2)=4mm。這樣都被你發現，果然是行家呀!

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