CAST3M - Finite Element Method Computer Code
CAST3M 
Cast3M è un codice di calcolo agli Elementi Finiti (FEM) per lo studio della meccanica delle strutture e dei fluidi sviluppato presso il Commissariat a L'Energie Atomique (CEA) di Salcay, Parigi.
Cast3M è un sistema completo che integra le funzioni di calcolo, di costruzione del modello (pre-processamento) e di trattamento dei risultati (post-processamento). Lo sviluppo di Cast3M entra nel quadro di una attività di ricerca nel dominio della meccanica, il cui scopo era quello di definire uno strumento di alto livello in grado di supportare l'ideazione, il dimensionamento e l'analisi di strutture e di componenti nel dominio nucleare come di altri settori industriali.
Cast3M permette di trattare una grande varietà di problemi: meccanica statica e dinamica (in frequenza e temporale), lineare o non lineare (materiale, geometrica...), cedimento di strutture (danneggiamento, rottura), termica stazionaria e transitoria (conduzione, convezione, irraggiamento…), meccanica dei fluidi, accoppiamento fluido-struttura, etc. Grazie alla sua concezione orientata agli oggetti, strutturata in operatori elementari, l’utilizzatore può facilmente sviluppare specifiche funzionalità e estendere il dominio di utilizzo di Cast3M per rispondere a nuove esigenze.
Cast3M permette di modellare numerosi fenomeni fisici
- Meccanica statica e quasi-statica
- Contatti, attrito.
- Instabilità.
- Dinamica. Analisi temporale passo-passo o su base modale. Interazione fluido-struttura. Macchine ruotanti.
- Meccanica della frattura. Elementi finiti estesi (X-FEM). Propagazione quasi-statica/dinamica. Approccio locale (FIS), energetico (integrale J). Zone coesive.
- Termica/termo-meccanica. Stazionaria/transitoria. Conduzione, convezione, irraggiamento (infinito, faccia a faccia, in cavità…). Cambiamento di fase. Proprietà dipendenti dalla temperatura. Carichi termici.
- Meccanica dei fluidi. Compressibile/incompressibile, laminare/turbolento. Equazione di Darcy (mezzi porosi saturi), stazionario/transitorio. Metodi particolari. Equazione di Navier-Stockes, stazionaria/transitoria.
- Magnetostatica. Potenziale vettoriale/scalare. Calcolo dei campi di Biot e Savart. Correnti di superficie indotte.
- Diffusione multi-spaziale (legge di Fick).
- Accoppiamento termo-igro-meccanico (suoli, cementi)
Cast3M dispone di numerosi modelli e leggi dei materiali
- Elasticità lineare, non lineare, isotropa, anisotropa.
- Plasticità (von Mises, Drucker-Prager, Chaboche, Camclay…).
- Viscoplasticità, creep (Norton, Maxwell, Chaboche…).
- Danneggiamento (Mazars, Gurson, Rousselier, Chaboche-Lemaitre…).
- Proprietà dipendenti da più variabili (tempo, temperatura, irraggiamento…).
- Possibilità di implementare una propria legge di comportemento (UMAT).
Cast3M è utilizzato nei più vari domini d’applicazione
- Componenti ed assemblaggi meccanici (dimensionamento, cedimento…).
- Genio Civile (cemento, ferri, cavi di precompressione…).
- Geo-materiali (accumulo geologico, trasporto di polluenti...).
- Sismica (Interazione Suolo-Struttura, tenuta degli edifici…).
- Materiali (calcolo di microstrutture, sviluppo di leggi di comportamento…)
Cast3M è una piattaforma di sviluppo
- Cast3M si utilizza tramite un linguaggio utente, Gibiane, sia in modo interattivo che programmando un file di dati.
- Il Gibiane è un linguaggio di alto livello, di semplice utilizzo, orientato agli oggetti, che presenta tutte le caratteristiche di un linguaggio di programmazione (espressioni condizionali, ripetitive, ricorsive, sotto-strutturazione…).
- L’utilizzatore può programmare delle procedure e sviluppare delle proprie funzionalità, adattate alle proprie necessità.
Applicazione industriale : Cast3M viene utilizzato come piattaforma di sviluppo di strumenti di calcolo di supporto alla progettazione, al dimensionamento e allla certificazione delle strutture del parco flotta nucleare francese (reattori ad acqua pressurizzata, reattori di quarta generazione ...) o di altri progetti industriali.
Cast3M può scambiare facilmente con altri programmi
- Formati AVS (lettura-scrittura), MED Salomé (lettura-scrittura), VTK Paraview (scrittura), INP Abaqus (scrittura), UNV Gmsh (lettura), FEM Hypermesh (lettura).
- File ASCII.Appello di comandi esterni a Cast3M.Lettura di variabili d’ambiente. Apertura di porte di comunicazione (in modo server o client).
Cast3M è disponibile
- In versione Éducation&Recherche (gratuito con accesso ai sorgenti).
- In versione Industriale (con licenza e offerta di Supporto e Manutenzione).
- Per gli ambienti GNU/Linux, Windows, Mac OS ed altri su richiesta.
- Uscita di una nuova versione ogni anno (aprile).
- Seminario annuale degli utilizzatori (fine novembre).