لینک کردن آباکوس و فرترن؛ Linking Abaqus & Fortran

در این آموزش قصد داریم اولین قدم برای سابروتین نویسی در نرم‌افزار آباکوس یعنی لینک کردن نرم افزار آباکوس و کامپایلر فرترن را توضیح دهیم. توصیه می‌کنیم نرم افزار آباکوس ورژن ۲۰۲۳ و ما قبل را با نرم افزار ویژوال استدیو (Visual Studio) و اینتل پرالل استدیو (Intel Parallel Studio) و نرم افزار آباکوس ورژن ۲۰۲۴ را با نرم افزار ویژوال استدیو (Visual Studio) و کامپایلر فرترن (Intel oneAPI) لینک کنید.

لینک کردن آباکوس و فرترن؛ مناسب آباکوس (Abaqus) 2024

۱- ورژن‌های سازگار آباکوس (Abaqus) با ویژوال استدیو (Visual Studio) و کامپایلر فرترن (Intel Fortran Compiler)

ابتدا باید ورژن‌های سازگار نرم افزارهای آباکوس (Abaqus) با ویژوال استدیو (Visual Studio) و کامپایلر فرترن (Intel Fortran Compiler) را پیدا کنید. توجه داشته باشید که کامپایلر فرترن (Intel Fortran Compiler) باید جدیدتر از ورژن ویژوال استدیو (Visual Studio) باشد.

۲- دانلود و نصب آباکوس (Abaqus) – ویژوال استدیو (Visual Studio) – کامپایلر فرترن (Fortran Compiler)

۱- نصب کردن نرم افزار آباکوس (Abaqus)

در صورت نیاز به راهنمای نصب آباکوس ۲۰۲۰۴ / راهنمای نصب آباکوس ۲۰۲۳ / راهنمای نصب آباکوس ۲۰۲۲ در سایت مکادمی مراجعه کنید.

۲- نصب کردن نرم افزار ویژوال استدیو (Visual Studio)

به سایت مایکروسافت (Microsoft) مراجعه کنید و ویژوال استدیو کامیونیتی (Visual Studio Community) را دانلود کنید. اگر نسخه Professional یا Enterprise را دارید یا می‌خواهید نصب کنید، فعال‌سازی لایسنس فراموش نشود.

۳- نصب کردن کامپایلر فرترن (Fortran Compiler) و در صورت نیاز سایر محصولات اینتل

ابتدا VPN یا ابزار ضد تحریم خود را روشن کنید و به سایت اینتل (intel.com) مراجعه کنید، کامپایلر فرترن (Intel Fortran Compiler) و در صورت نیاز سایر نرم افزارها، کامپایلرها مانند DPC++/C++ Compiler و کتابخانه‌ها مانند Math Kernel Library (oneMKL) و Intel MPI Library را دانلود و نصب کنید. می‌توانید به جای دانلود و نصب جداگانه هریک از این نرم افزارها، کامپایلرها و کتابخانه‌ها، Intel® HPC Toolkit را دانلود و نصب کنید.

۳- پیدا کردن مسیر فایل‌های vcvars64.bat و vars.bat

باید مسیر فایل‌ vcvars64.bat در محل نصب ویژوال استدیو و مسیر نصب vars.bat را برای کامپایلرها و کتابخانه‌ها پیدا کنید. حتما مسیرها را بررسی کنید. ممکن است با توجه به ورژن نرم افزارها یا ویندوز مسیرها یکمی متفاوت باشند.

مسیر پیش فرض vcvars64.bat:

C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\2022\Community\VC\Auxiliary\Build

مسیر پیش فرض vars.bat برای کامپایلر فرترن (Fortran Compiler)

C:\Program Files (x86)\Intel\oneAPI\compiler\latest\env

مسیر پیش فرض vars.bat برای Math Kernel Library (oneMKL)

C:\Program Files (x86)\Intel\oneAPI\mkl\latest\env

۴- لینک کردن آباکوس (Abaqus) و کامپایلر فرترن (Fortran Compiler)

هنگام اجرای نرم افزار آباکوس (Abaqus) لازم است تا کامپایلر فرترن (Fortran Compiler) نیز فراخوانی شود تا در صورت نیاز سابروتین‌های نوشته شده به زبان فرترن کامپایل (compile) شوند. برای این کار یا فایل abq2023.bat / abq2024.bat ویرایش شود یا Target File برای Abaqus/CAE, Abaqus Command, Abaqus Verification ویرایش شود.

ویرایش فایل abq2024.bat یا abq2023.bat یا abq2022

به مسیر نصب نرم افزار آباکوس پوشه SIMULIA مراجعه کنید و سپس وارد پوشه Commands شوید.

مسیر پیش فرض abaq2024.bat:

C:\SIMULIA\Commands

فایل abq2024.bat را با دسترسی Adminstator باز کنید و محتوای آن را بدین ترتیب ویرایش کنید.

ویرایش Target برای Abaqus CAE, Abaqus Command

در منوی ویندوز Abaqus/CAE را سرچ کنید، سپس روی آن کلیک راست کنید و وارد Properties شوید. در قسمت Target به ابتدای آدرس پیش‌فرض، مسیر کامپایلر فرترن را اضافه کنید.

سپس متن زیر را در قسمت Target وارد کنید.

“C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\2022\Community\VC\Auxiliary\Build\vcvars64.bat” & “C:\Program Files (x86)\Intel\oneAPI\compiler\latest\env\vars.bat” &

به صورت پیش‌فرض در Windows حداکثر تعداد کاراکترهای موجود در Target عدد ۲۵۶ است. اگر آدرس‌ها در Target جا نشدند باید Enable Win32 long paths را فعال کنید:

1. در استارت ویندوز عبارت gpedit.msc را انتخاب کنید.
2. این مسیر را دنبال کنید
   Local Computer Policy > Computer Configuration > Administrative Templates > System > Filesystem
3. بر روی FileSystem کلیک کنید و Enable Win32 long paths را فعال کنید

۴- صحت لینک شدن (Abaqus Verification)

۱- استفاده از Abaqus Verification

برای این کار از منوی استارت عبارت Abaqus Verification را سرچ کنید و آن را باز کنید. (در صورتی که دسترسی‌های ویندوز شما محدود شده است از run as administrator استفاده کنید) با باز شدن Abaqus Verification نرم‌افزار آباکوس صحت عملکرد تک تک محصولات نصب شده از جمله حلگر Standard با سابروتین و حلگر Explicit با سابروتین را تست می‌کند و نتایج را log فایل که در مسیر پیش فرض فایل‌های آباکوس یا همان Work Directory قرار می‌دهد (به صورت پیش فرض C:\temp است).

۲- استفاده از Abaqus Command

برای این کار از منوی استارت عبارت Abaqus Command را سرچ کنید و آن را باز کنید. (در صورتی که دسترسی‌های ویندوز شما محدود شده است از run as administrator استفاده کنید)

برای چک کردن اطلاعات نصب نرم افزار آباکوس عبارت زیر را تایپ و اینتر را بزنید.

abaqus info=system

سپس برای چک کردن حلگر Standard عبارت زیر را تایپ و اینتر را بزنید.

abaqus verify -user_std

سپس برای چک کردن حلگر Explicit عبارت زیر را تایپ و اینتر را بزنید.

abaqus verify -user_exp

عملکرد صحیح با عبارت Pass همراه است و در صورت رخ داد خطا، توضیحات آن را در log فایل به آدرس داده شده می‌نویسد. در صورتی که در این قسمت با اروری مبنی بر نشناختن کدها مواجه شدید، باید محل Command نرم افزار آباکوس را به Environment Variables اضافه کنید. (آدرس پیش فرض: C:\SIMULIA\Commands)

لینک کردن آباکوس و فرترن؛ مناسب آباکوس (Abaqus) 2023 و قبل‌تر

آموزش قدم به قدم لینک کردن نرم‌ افزار آباکوس و کامپایلر فرترن

در این آموزش قصد داریم اولین قدم برای سابروتین نویسی در نرم‌افزار آباکوس یعنی لینک کردن نرم افزار آباکوس و کامپایلر فرترن را توضیح دهیم. ابتدا باید ورژن‌های سازگار نرم افزارهای آباکوس با ویژوال استدیو و اینتل پرالل استدیو را پیدا کنید.

ورژن‌های سازگار نرم افزارهای آباکوس – ویژوال استدیو – اینتل پرالل استدیو

۱- قدم اول برای لینک کردن نرم افزار آباکوس و کامپایلر فرترن:

۱-۱ نصب نرم افزار آباکوس

در صورت نیاز به راهنمای نصب آباکوس ۲۰۲۰۴ / راهنمای نصب آباکوس ۲۰۲۳ / راهنمای نصب آباکوس ۲۰۲۲ در سایت مکادمی مراجعه کنید.

۲-۱- نصب نرم افزار ویژوال استدیو

کد فعالسازی ویژوال استدیوی ۲۰۱۹ نسخه پروفشنال
VS 2019 Professional: NYWVH HT4XC R2WYW 9Y3CM-X4V3Y

3-۱- نصب نرم افزار اینتل پارالل استدیو

حتما ورژن اینتل پارالل استدیو (Intel Parallel Studio) باید جدیدتر از ورژن ویژوال استدیو (Visual Studio) باشد. بنابراین اینتل پارالل استدیو ۲۰۲۰.۴ از ورژن ویژوال استدیو ۲۰۲۲ پشتیبانی نمی‌کند.

در صورتی که فضای کافی برای نصب را دارید، تمامی موارد پیش‌فرض را نصب کنید. در غیر این صورت، اگر فضای نسبتا محدودی دارید فقط ۸ مورد اول را نصب کنید. اگر باز هم فضا کمتری دارید موارد مشخص شده در تصویر را تیک بزنید.

۲- قدم دوم برای لینک کردن نرم افزار آباکوس و کامپایلر فرترن:

 پیدا کردن محل قرار گیری فایل‌های “ifortvars.bat” و “vcvars64.bat” است که مسیرهای پیش فرض آن در صورتی که هیچ تغییری در نصب ایجاد نکرده باشید به ترتیب این چنین است:

C:\Program Files (x86)\IntelSWTools\compilers_and_libraries_2020.4.311\windows\bin

برای ویژوال استدیو Community

C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\2019\Community\VC\Auxiliary\Build

برای ویژوال استدیو Professional

C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\2019\Professional\VC\Auxiliary\Build

۳ & 4 – قدم سوم و چهارم برای لینک کردن نرم افزار آباکوس و کامپایلر فرترن:

افزودن آدرس نصب دو فایل مرحله قبل به “Environment variables” است.
(در This PC راست کلیک سپس Properties سپس از گزینه‌های موجود در سمت راست Advanced system settings را انتخاب کرده و در نهایت Environment variables را انتخاب کنید)

قدم پنجم برای لینک کردن نرم افزار آباکوس و کامپایلر فرترن: اصلاح Target یا اصلاح abq2022

اصلاح Target
برای این کار باید از سرچ ویندوز بر روی “Abaqus Command”، “Abaqus verification” و “Abaqus CAE” راست کلیک کرده و open file location را انتخاب کنید. سپس در پنجره باز شده بر روی هر یک از موارد بیان شده راست کلیک کرده و با انتخاب properties به مسیر target بروید سپس عبارت زیر را به ابتدای مسیر پیش‌فرض موجود اضافه کنید. (همه چیز نوشته شده است فقط کپی و پیست کنید)

“C:\Program Files (x86)\IntelSWTools\compilers_and_libraries_2020.4.311\windows\bin\ifortvars.bat” intel64 vs2019 &

در مسیر فوق فایل ifortvars.bat فراخوانی شده است (اگر فایل شما در مسیری دیگر است آن را اصلاح کنید) و سپس با توجه به پردازنده خود intel64 یا intel32 را بنویسید و در نهایت vs (که مخفف ویژوال استدیو است) و ورژن آن را بنویسید و یک & قرار داده و بعد از آن آدرس دیفالت که از اول نوشته شده بود، قرار گیرد.

به صورت پیش‌فرض در Windows حداکثر تعداد کاراکترهای موجود در Target عدد ۲۵۶ است. اگر آدرس‌ها در Target جا نشدند باید Enable Win32 long paths را فعال کنید:

1. در استارت ویندوز عبارت gpedit.msc را انتخاب کنید.
2. این مسیر را دنبال کنید
   Local Computer Policy > Computer Configuration > Administrative Templates > System > Filesystem
3. بر روی FileSystem کلیک کنید و Enable Win32 long paths را فعال کنید

به جای اصلاح Taget می‌توانید abq2022 را اصلاح کنید:

آدرس محل قرار گیری فایل‌های “ifortvars.bat” و “vcvars64.bat” را بیابید و سپس در Environment Variables اضافه کنید.

مسیرهای پیش فرض آن در صورتی که هیچ تغییری در نصب ایجاد نکرده باشید این چنین است:

برای اینتل پرالل استدیوی ۲۰۲۰

C:\Program Files (x86)\IntelSWTools\compilers_and_libraries_2020.4.311\windows\bin

برای ویژوال استدیو Community

C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\2019\Community\VC\Auxiliary\Build

برای ویژوال استدیو Professional

C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\2019\Professional\VC\Auxiliary\Build

۲- به پوشه SIMULIA و سپس Commands بروید.

۳- فایل abq2022.bat (که abq به همراه ورژن نرم افزار آباکوس شما است) را با ویراشگر متن مانند notepad باز کنید و قبل از آدرس …..C:\SIMULIA کد زیر را وارد کنید

@call ifortvars.bat intel64 vs2019

در نهایت محتوای فایل abq2022.bat باید مشابه این باشد:

@echo off
setlocal
set ABA_COMMAND=%~nx0
set ABA_COMMAND_FULL=%~f0
@call ifortvars.bat intel64 vs2019
“C:\SIMULIA\EstProducts\2022\win_b64\code\bin\SMALauncher.exe” %*
endlocal

قدم ششم برای لینک کردن نرم افزار آباکوس و کامپایلر فرترن: بررسی درستی لینک شدن

با استفاده از Abaqus Verification

برای این کار از منوی استارت عبارت Abaqus Verification را سرچ کنید و آن را باز کنید. (در صورتی که دسترسی‌های ویندوز شما محدود شده است از run as administrator استفاده کنید) با باز شدن Abaqus Verification نرم‌افزار آباکوس صحت عملکرد تک تک محصولات نصب شده از جمله حلگر Standard با سابروتین و حلگر Explicit با سابروتین را تست می‌کند و نتایج را log فایل که در مسیر پیش فرض فایل‌های آباکوس یا همان Work Directory قرار می‌دهد (به صورت پیش فرض C:\temp است).

با استفاده از Abaqus Command

برای این کار از منوی استارت عبارت Abaqus Command را سرچ کنید و آن را باز کنید. (در صورتی که دسترسی‌های ویندوز شما محدود شده است از run as administrator استفاده کنید)

برای چک کردن اطلاعات نصب نرم افزار آباکوس عبارت زیر را تایپ و اینتر را بزنید.

abaqus info=system

سپس برای چک کردن حلگر Standard عبارت زیر را تایپ و اینتر را بزنید.

abaqus verify -user_std

سپس برای چک کردن حلگر Explicit عبارت زیر را تایپ و اینتر را بزنید.

abaqus verify -user_exp

عملکرد صحیح با عبارت Pass همراه است و در صورت رخ داد خطا، توضیحات آن را در log فایل به آدرس داده شده می‌نویسد. در صورتی که در این قسمت با اروری مبنی بر نشناختن کدها مواجه شدید، باید محل Command نرم افزار آباکوس را به Environment Variables اضافه کنید. (آدرس پیش فرض: C:\SIMULIA\Commands)

Linking ABAQUS and Intel Parallel Studio/FORTRAN compiler to run subroutine

Step 1:

Installing Abaqus/CAE, visual studio community, and Intel parallel studio respectively.

Step 2:

Finding the directory of “ifortvars.bat” and “vcvars64.bat” By default: 

C:\Program Files (x86)\IntelSWTools\compilers_and_libraries_2020.4.311\windows\bin

C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\2019\Community\VC\Auxiliary\Build

Step 3 & 4:

Adding these variables and the associated directory into “Environment variables”

Step 5:

Modifying Target
Adding this address to the “Abaqus Command”, “Abaqus verification”, and “Abaqus CAE” target
“C:\Program Files (x86)\IntelSWToolscompilers_and_libraries_2020.4.311\windows\bin\ifortvars.bat” intel64 vs2019 &

Step 6: Verification

Abaqus Verification: run Abaqus Verification and check the .log file
Abaqus Command: Enter “abaqus info=system” , “abaqus verify -user_std” and “abaqus verify -user_exp”

مشکلات رایج در فرایند لینک کردن آباکوس و کامپایلر فرترن

۱- خطای Visual Studio is not found:

این خطا به دلیل لینک نشدن درست ویژوال استدیو و انتل پرالل استدیو رخ می‌دهد. به ترتیب موارد زیر را بررسی کنید:

• ماژول‌های مورد نیاز نرم افزار Visual Studio را نصب کرده باشید. برای احتیاط بیشتر SDK ویندوز و برنامه‌های زیر نصب شده باشد.
  MSVC v140 – VS 2015 C++ build tools (v14.00)
  MSVC v141 – VS 2017 C++ x64/x86 build tools (v14.16)
  
• بررسی کنید نصب کامپایلرهای سی پلاس پلاس و فرترن به درستی انجام شده باشد. این کار را می‌توانید با Remove کردن Intel Parallel Studio و نصب مجدد آن انجام دهید. در صورتی که فضای لازم را دارید تمامی موارد پیش‌فرض در Intel Parrallel Studio نصب شوند.

۲- خطای Abaqus did not complete successfully:

باید با به Abaqus Command مراجعه کنید و به ترتیب نتایج “abaqus info=system” سپس “abaqus verify -user_std” و در نهایت “abaqus verify -user_exp” بررسی کنید تا مشکل را دقیق‌تر بررسی کنید.

۳- خطای فایل aba_param.inc یافت نشد:

نصب نرم افزار آباکوس به درستی انجام نشده است و کتابخانه متغییرهای سابروتین که برای اجرای سابروتین لازم است، وجود ندارد. توصیه می‌شود در ابتدا فایل زیر را در مسیر پیش فرض آن قرار دهید.

مسیر پیش فرض فایل aba_param.inc

C:\SIMULIA\EstProducts\2022\SMAUsubs\PublicInterfaces

فایل نوشتاری aba_param.inc برای آباکوس ۲۰۲۲

!=============================================================================
! COPYRIGHT DASSAULT SYSTEMES 2001-2019
!
! @CAA2Level L0
! @CAA2Usage U0
!
!=============================================================================
implicit real*8(a-h,o-z)
parameter (nprecd=2)

۴- خطای Abqus/Explicit and CAA is required to run this test:

نصب نرم افزار آباکوس به درستی انجام نشده است و فایل CAA نصب نشده است.

۵- خطای Couldn’t determine Abaqus parent directory:

نصب نرم افزار آباکوس به درستی انجام نشده است. اگر از ورژن ۲۰۲۱ استفاده می‌کنید ابتدا بررسی کنید آپدیت‌ها (Hotfix5) به درستی نصب شده است یا خیر.

۶- خطای Compilers are not found:

مشکلی در نصب و فراخوانی کامپایلر وجود دارد. این مراحل را انجام دهید

1. بررسی کنید آدرس فایل ifortvars.bat در قسمت environment variables درست باشد.
2. بررسی کنید Target به درستی اضافه شده باشد یعنی

“C:\Program Files (x86)\IntelSWToolscompilers_and_libraries_2020.4.311\windows\bin\ifortvars.bat” intel64 vs2019 &

۳. نرم افزار Intel Parallel Studio را Remove کرده و مجددا نصب کنید. بهتر است در درایو C نصب شود. در صورتی که فضای کافی را دارد تمامی موارد پیش فرض را نصب کنید اگر فضای نسبتا محدودی دارید فقط ۸ مورد اول را نصب کنید. اگر باز هم فضا کم دارید مواردی که در بالاتر به آن اشاره شده است را تیک بزنید.

۷- خطای Fatal error LNK1104: connot open file F:\Temp\cpb_std_user:

نرم افزار‌های آباکوس، ویژوال استدیو و اینتل پرالل استدیو تمامی در درایو C نصب شده بودن ولی یه سری از فایل‌ها ( احتمالا به دلیل فضای کم درایو C) روی درایو F قرار گرفته بود. مراحل زیر را انجام شد تا مشکل لینک کردن بر طرف شود

1. فضای خالی درایو C افزایش یافت.
2. نرم افزار Net fromwork حتما بررسی و به روز شود.
3. بررسی کنید که در Environment Variable مسیرهای اشتباهی برای پوشه temp آباکوس وجود نداشته باشد.

۸- خطاهای مرتبط با دسترسی ویندوز

بهتر است در مراحل نصب آباکوس مسیر پیش فرض را همان C:\temp قرار دهید. در صورتی که این کار را نکنید یا دسترسی‌های ویندوز شما محدود باشد مسیر پیش فرض مطابق این تصویر C:\Windows\System32 قرار می‌گیرد.

در این صورت لازم است تا Abaqus Command و Abaqus Verification با دسترسی Run as Administrator باز شود.

۹- خطای Fatal error LNK1181: connot open input file msmpi.lib:

این خطا هنگام لینک کردن آباکوس ۶.۱۴، ویژوال ۲۰۱۰ و اینتل ۲۰۱۶ رخ داد.

باید نسخه سازگار msmpi.lib با نرم افزار آباکوس نصب شود. ابتدا فایل MS-MPI نصب شده توسط ویژوال استدیو را Unistall کنید در فایل‌های نصبی نرم افزار آباکوس به دنبال فایل mpi_3.0x64.msi بگردید و آن را نصب کنید.

بنابراین ابتدا فایل MS-MPI (Microsoft MPI) را از مسیر زیر پاک کنید.

C:\Windows\Installer

در صورتی که نتوانستید به صورت دستی MS-MPI (Microsoft MPI) را پاک کنید، می‌توانید از نرم افزارهای Uninstaller استفاده کنید.

سپس mpi_3.0x64.msi از پوشه win86_64 (داخل فایل‌های نصبی آباکوس) پیدا و نصب کنید.

۱۰- امکان لینک کردن ویژوال استدیو (Visual Studio) 2022 و فرترن ۲۰۲۳ با آباکوس ۲۰۲۳ و آباکوس ۲۰۲۴ وجود دارد؟

بله امکان پذیر است. چون در زمان ضبط آموزش این نسخه‌های جدید ویژوال استدیو و فرترن ارائه نشده بودند و در آن زمان Intel Parallel Studio 2022.4 آخرین ورژن موجود بود ما از ویژوال استدیوی ۲۰۱۹ استفاده کردیم.

برای این کار ویژوال استدیو ۲۰۲۲ را از سایت مایکروسافت دانلود و نصب کنید. نسخه Community برای این کار کافی است اما اگر کارهای حرفه‌ای تری با ویژوال استدیو انجام می‌دهید، می‌توانید از نسخه‌های Professional و Enterprise نیز استفاده کنید. نسخه‌های Professional و Enterprise نیاز به کدفعال سازی دارند که می‌توانید از سایت هایی نظیر سافت ۹۸ این کد را دریافت کنید.

در مرحله بعد Intel Fortran Compiler و Math kernel Library را از سایت Intel دانلود و نصب کنید.

مکادمی آموزش‌های متنوعی برای سابروتین نویسی در آباکوس دارد، که کمک شایانی به شما خواهد کرد.

در این آموزش چندین سابروتین پرکاربرد از جمله Disp، Dload، UMAT، UEL، UELMAT در نرم افزار آباکوس معرفی و با مثال‌های متنوع و قدم به قدم برنامه نویسی شده است.

در صورت هر گونه ابهام یا مشکل می‌توانید با کامنت گذاری با من در ارتباط باشید.

نویسنده:
مهندس میلاد وحیدیان 
دانشجوی دکترای مهندسی مکانیک دانشگاه تهران

(برای مطالعه بیشتر روی نام یا تصویر ایشان کلیک کنید)