python获取窗口句柄自动输入文本_基于Python的Workbench开发指南+案例解析

ANSYS Workbench中日志(Journal)功能提供了记录界面操作的能力。Workbench日志功能为基于Python的脚本&＃xff0c;通过脚本功能&＃xff0c;我们能够实现以下功能&＃xff1a;

• 能够快速轻松地重播日志记录的操作&＃xff1b;

• 扩展仿真功能、自动化重复仿真分析&＃xff1b;

• 通过脚本以批处理(Batch)模式运行分析。

1、Journal脚本综述

Workbench提供脚本录制功能&＃xff0c;我们可以修改这些脚本或创建新的脚本。

1.1 日志脚本录制

可以通过以下几个步骤录制&＃xff1a;

①  启动ANSYS Workbench平台&＃xff0c;选择File > Scripting > Record Journal&＃xff1b;

②  指定日志文件的名称和存放地址&＃xff0c;点击Save&＃xff1b;

③  像往常一样使用界面操作进行仿真分析&＃xff0c;Workbench会自动记录操作脚本&＃xff1b;

④  选择File > Scripting > Stop Record Journal&＃xff0c;停止脚本录制。

1.2 脚本命令窗口

在Workbench中可以使用命令窗口以交互模式调用命令、访问数据实体(Data Entity)属性&＃xff0c;调用数据实体和数据容器(Data Container)方法。操作如下&＃xff1a;

①  选择File > Scripting > Open Command Window&＃xff1b;

②  命令窗口打开后&＃xff0c;输入想要运行的命令&＃xff1b;

每次输入命令时&＃xff0c;相应的操作将出现在Workbench数据库和GUI上。我们一起看下面一段命令&＃xff1a;

解析&＃xff1a;在上面命令中&＃xff1a;首先通过GetTemplate()方法获得Mesh组件系统的对象变量&＃xff1a;mesh_temp&＃xff1b;然后调用mesh_temp对象下的CreateSystem()方法创建Mesh组件系统。

2、脚本编写

脚本是向Workbench发出的一组指令。脚本可以是修改过的日志&＃xff0c;也可以是直接编写的全新指令。Workbench脚本使用面向对象的编程方法&＃xff0c;脚本是基于IronPython2.7编写的&＃xff0c;在尝试编写或修改脚本之前&＃xff0c;我们应该熟悉这个版本的Python。

IronPython(https://ironpython.net/)是流行的编程语言Python for .NET的一个实现&＃xff0c;而我们常说的Python是基于C语言实现的CPython(https://www.python.org/)&＃xff1b;两者在语法和基础类库是完全一致的&＃xff0c;但是IronPython不能使用基于C语言编写的Python模块&＃xff0c;如Numpy、Matplotlib等。

Python 是一种面向对象、解释型和交互的编程语言&＃xff0c;简单易学容易上手&＃xff0c;其代码具有非常强的可读性。Python本身为我们提供了非常完善的基础代码库&＃xff0c;覆盖了网络、文件、GUI、数据库、文本等大量内容。基于Python的易学性和强大的扩展性&＃xff0c;我们很容易利用Workbench中脚本API扩展所需的仿真功能。关于Python的基础语法和使用方法&＃xff0c;本文不做叙述&＃xff0c;大家可以去网上自学入门。接下来主要介绍Workbench的框架结构和数据结构。

2.1 数据集成应用程序

在项目示意图(Project Schematic)下&＃xff0c;可以与Workbench的本地应用程序(称为工作区)交互&＃xff0c;并且可以启动数据集成(Data-integrated)应用程序。工作区完全构建在Workbench框架上&＃xff0c;可以使用它的所有服务&＃xff0c;包括&＃xff1a;项目示意图、工程数据(Engineering Data)和设计探索(Design Exploration)。

数据集成应用程序是独立于Workbench框架&＃xff1b;它们以扩展程序(Addins)集成在框架上&＃xff0c;这样可以由项目示意图驱动&＃xff0c;并与Workbench和其支持的程序共享关键数据和参数。数据集成应用程序包括Mechanical APDL、Fluent、CFX、DesignModeler、SpaceClaim、Mechanical等。

工作区和数据集成应用程序之间的差异在于&＃xff1a;所有与工作区关联的数据修改操作都会被日志记录下来&＃xff0c;并且可以通过Workbench脚本完全自动化&＃xff1b;对于数据集成应用程序来说&＃xff0c;只记录从项目示意图发起的操作&＃xff0c;包括系统更新、数据共享传输。在数据集成应用程序中执行的操作不一定由ANSYS Workbench脚本记录或控制。例如&＃xff0c;没有记录Mechanical APDL中构造几何的步骤或ANSYS Fluent中的求解方法。

虽然数据集成应用程序并不完全支持Workbench脚本&＃xff0c;但它们中许多都有自己的原生脚本语言&＃xff0c;可以通过Workbench脚本接口驱动。使用SendCommand方法将原生脚本命令传递给数据集成应用程序。可以将SendCommand调用方法插入Workbench脚本中&＃xff0c;以驱动集成应用程序。

2.2 Workbench项目和数据结构

在使用Workbench脚本时&＃xff0c;我们应该理解以下术语和概念。下图描述了项目中对象之间的关系。

项目 - Project

• 项目是为实现总体仿真目标创建的系统(System)、组件(Components)、数据(Data)及数据共享(Connections)的完整集合。

系统 - System

• 系统是一组组件或单个组件的集合&＃xff0c;它们共同提供实现仿真目标的工作流&＃xff0c;例如结构静力学分析、稳态流动分析及网格划分等。

组件 - Component

• 一个组件包括数据和一个数据编辑器(Editor)的集合&＃xff0c;它们一起工作以实现与CAE相关的任务。一个系统可以包括几个组件&＃xff0c;这些组件一起定义模拟工作流。数据编辑器可以支持Workbench数据集成应用程序&＃xff0c;如&＃xff1a;Fluent、mechanical&＃xff1b;也可以是工作区应用&＃xff0c;如工程数据和设计探索。

数据容器 - Data Container

• 数据容器包括单个组件独有的数据以及要管理和操作的服务。创建、检索或修改组件本地数据的服务由数据容器提供&＃xff0c;而控制数据进出组件的服务则由组件提供。

数据实体 - Data Entity

• 数据实体是在数据容器中定义的数据结构。数据实体类似于面向对象编程中的类。它定义可以调用的成员数据(或属性)和方法来对数据执行操作。

数据引用 - Data Reference

• 数据引用是实例化数据实体的句柄。可以从数据实体定义创建对象&＃xff0c;数据引用提供对该对象的访问。在Workbench日志中&＃xff0c;数据引用被分配给变量。然后使用变量访问数据实体的属性和方法。示例如下&＃xff1a;

解析&＃xff1a;上述代码通过GetSystem方法&＃xff0c;返回引用System ID的数据对象&＃xff0c;并将其分配给变量mesh_sys&＃xff1b;然后使用变量mesh_sys可以调用System数据实体支持的方法&＃xff0c;如用于更新组件系统的Update()方法。

数据容器引用 - Data ContainerReference

• 与数据引用类似&＃xff0c;数据容器引用是实例化数据容器对象的句柄。示例如下&＃xff1a;

解析&＃xff1a;上述代码通过调用mesh_sys对象的GetContainer方法&＃xff0c;返回引用Component ID的数据容器对象&＃xff0c;并将其分配给变量mesh&＃xff1b;然后使用变量mesh可以访问组件数据实体支持的方法&＃xff0c;如Edit和SendCommand方法。

2.3 脚本开发

进行Workbench脚本开发&＃xff0c;需要做到以下几个方面&＃xff1a;

①首先我们需要了解面向对象编程方法&＃xff1a;理解类、属性、实例对象和方法的概念&＃xff1b;

②掌握Python的基本语法、流程控制、数据结构、函数及类的编程方法&＃xff0c;并了解常用模块使用方法&＃xff1b;

③了解仿真流程&＃xff0c;并理解Workbench框架和数据结构&＃xff1b;可通过开发文档查询获取脚本API。

做到上述要求其实并不难&＃xff0c;只要我们平时多了解Python的使用方法&＃xff0c;理解Workbench框架和数据结构&＃xff0c;并时常多阅读Workbench脚本开发文档&＃xff0c;多将理论知识付诸于实践中&＃xff0c;相信大家很快都能掌握脚本开发的方法。

详细的Workbench脚本开发文档&＃xff0c;大家可以在后台回复关键字“workbench脚本”即可获取。

3、命令行启动

Workbench可以从操作系统命令行执行&＃xff0c;并接受许多命令行参数&＃xff0c;以便于自动化和脚本重放。以下命令可用于从命令行运行Workbench&＃xff1a;

ANSYS_INSTALL_PATH/Version/Framework/bin/PLATFORM/runwb2.exe

其中Version是对应ANSYS版本&＃xff1b;例如&＃xff0c;19.0对应v190&＃xff0c;2019R1对应V193。

命令中PLATFORM可以是以下之一&＃xff1a;

• Win64

• Linux64

例如&＃xff0c;要从Windows 64位系统的默认安装位置运行Workbench 19.0&＃xff0c;命令是&＃xff1a;

C:\Program Files\ANSYS Inc\V190\Framework\bin\win64\runwb2.exe

下表描述了可用于控制ANSYS Workbench的常用命令行参数。

4、案例应用

上述部分我们介绍了Workbench框架和数据结构&＃xff0c;以及脚本开发方法和命令行启动方式&＃xff0c;下面我们通过一个实例演练一下。

4.1 案例目标

在上一篇文章中我们在Workbench平台下&＃xff0c;对球阀的开度和水流速度进行参数化。之后可以在Parameter Set界面下快速更改参数进行仿真求解。

本案例中&＃xff0c;演示通过Workbench脚本驱动更改输入参数&＃xff0c;然后更新Mesh和Fluent组件系统&＃xff0c;最后仿真计算完成后通过脚本读取输出参数&＃xff0c;并将结果保存到csv文件。

4.2 脚本开发

如果对Workbench脚本API不太熟悉&＃xff0c;可以采用1.1中的方法先将功能操作录制成日志文件&＃xff0c;然后再在日志文件基础上修改并添加功能。完整的代码如下所示&＃xff0c;相应注释已添加。

4.3 批处理执行

将脚本文件保存为Valve.py文件&＃xff0c;与Workbench项目文件放在一个目录下。然后在同一目录下新建记事本文件&＃xff0c;输入以下启动命令&＃xff0c;之后将文件保存为ValveRun.bat。

上述命令中&＃xff1a;①%AWP_ROOT190%对应着ANSYS_INSTALL_PATH/v190目录&＃xff0c;是ANSYS安装后自动创建的环境变量&＃xff1b;②“.\Valve.wbpj”代表同一目录下的Workbench文件&＃xff1b;③“.\Valve.py”代表同一目录下的脚本文件。文件结构如下&＃xff1a;

修改Valve.py中valve_angle和inlet_velocity值&＃xff0c;双击运行ValveRun.bat批处理文件&＃xff0c;系统会自动调用Workbench19.0&＃xff0c;加载脚本文件Valve.py&＃xff0c;之后执行脚本中定义的仿真流程&＃xff1a;①修改输入参数&＃xff1b;②更新组件系统&＃xff1b;③输出结果到result.csv文件。输出结果如下&＃xff1a;

4.4 设计点

在4.2中示例脚本&＃xff0c;只是一组设计点下的计算流程&＃xff1b;如果需要一次计算多个设计点&＃xff0c;可以通过Python中的循环语句实现&＃xff0c;脚本代码如下&＃xff1a;

将上述代码保存为Value_dp.py放在和Valve.wbpj同一目录&＃xff0c;后在同一目录下新建记事本文件&＃xff0c;输入以下启动命令&＃xff0c;之后将文件保存为ValveRun_dp.bat。

修改Valve_dp.py中valve_angle列表值及inlet_velocity值&＃xff0c;双击运行ValveRun_dp.bat批处理&＃xff0c;系统会自动调用Workbench19.0&＃xff0c;加载脚本文件Valve_dp.py&＃xff0c;之后执行脚本中定义的仿真流程输出结果到result.csv。结果如下&＃xff1a;

案例文件&＃xff1a;链接: https://pan.baidu.com/s/1o51cgh0YE4-ttLiomYJB4A      提取码:  84es

解压密码&＃xff1a;ansys_development

基于Workbench中Python脚本开发&＃xff0c;你学会了吗&＃xff1f;快找个实际案例操作一下吧&＃xff01;今天就聊到这儿了&＃xff0c;祝大家周末愉快&＃xff0c;吃好睡好玩好&＃xff01;别忘了点个在看呀~有其他想了解的可以后台留言&＃xff0c;小田老师随时都在哦。

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