作者 |小田老师，仿真秀专栏作者
导语：ANSYS ACT作为ANSYS系列产品的统一二次开发平台，提供了强大的仿真功能及流程定制化能力，即使不是专业的编程人员，也能为仿真工作流程创建定制化的应用插件。
一、ANSYS ACT概述
ANSYS Application Customization Toolkit简称ACT，是ANSYS系列产品的统一二次开发平台，ACT使用易于学习但功能强大的XML标记语言和IronPython编程语言，即使不是专业的编程人员，也能为仿真工作流程创建定制化的应用插件。
1、ACT的功能介绍
针对业务特定需求或行业特定需求，通用的ANSYS产品可能无法满足，为了方便用户定制ANSYS产品，以满足这些需求，ANSYS提供了ACT定制开发功能，有以下三种形式：
（1）添加新功能（Feature Creation）直接地、API驱动的ANSYS产品的二次开发，用户可定义自己的功能和操作。例如Mechanical中创建特定载荷、失效标准、自定义前后处理、求解器等。
自定义后处理（2）
仿真流程定制（Simulation Workflow Integration）可以把外部知识，如应用软件、流程、脚本集成到ANSYS生态体系中，可以在Workbench Project管理页面中定制仿真流程。例如：用户自定义的系统（System）和组件（Component）。
仿真流程定制
（3）流程压缩（Process Compression）实现ANSYS产品间的仿真流程的封装和自动化，其结果就是形成一个仿真向导（Simulation Wizard），用于仿真流程及经验的固化。
仿真向导界面
2、ACT支持的软件
ANSYS产品支持ACT开发的软件模块如下表所示，囊括电磁、结构、流体和多物理场仿真。
ACT支持软件在实际工程应用开发过程中，由于ANSYS产品本身功能大而全，所以在功能添加和仿真流程定制上需求相对较少，而采用流程压缩进行仿真向导的开发占绝大多数。因为仿真流程通常非常复杂，因此仿真使用往往会仅限于少数专家用户，从而会降低工作流程的整体效率。通过ACT向导开发，就可以利用成熟的仿真流程以及最佳实践，将特定的仿真流程压缩为简化、易于遵循的仿真步骤；这样即使是非专业用户可以使用向导逐步完成复杂的模拟，来快速生成所需的结果，提升整个企业的研发实力。今天我们文章内容会主要介绍ACT仿真向导的开发技术，另外两种模式后续文章再做介绍。二、ACT开发基础知识在进行ACT开发之前，我们需要了解以下术语和知识。1、ACT文件结构一个脚本化的ACT插件至少包括：① 一个XML文件
- 定义UI内容、插件输入属性
- 将应用程序事件与IronPython脚本函数绑定
②一个IronPython脚本文件
- 实现仿真功能，事件驱动：定义事件调用函数
- 支持访问外部扩展库
同时我们可以使用其他文件和文件夹来更好地组织内容，比如创建文件夹存放图标、帮助文件等。2、XML数据结构XML是可扩展标记语言(EXtensibleMarkupLanguage)的简称；XML和常见HTML类似，也是一种标记语言；而且XML是可以用来携带数据，本身是自描述性的。使用XML进行ACT开发前，我们需要知道如下的四个基本概念：① 标签/标记(Tags)
- 标签是左尖括号(<)和右尖括号(>)之间的文本
- 有开始标记 (如 <extension>) 和结束标记 (如 </extension>)
② 元素(Elements)
- 元素是开始标记、结束标记以及两者之间的所有内容
- 示例中：<interface> 元素包含三个子元素：<images>, <callbacks> 和 <toolbar>
③ 属性(Attributes)
- 属性是元素开始标记中的名称-值对（name-value）
- 示例中：名称（name）和图标（icon）是 <entry> 元素的属性
④ 开始标记 (<!--) 和结束标记(-->)之间是注释。
XML数据结构
XML标记(tags)不是预定义的，每个应用都有自己的标记，ACT有自己的XML标记。有关各种标记、元素和属性的详细信息，参见《ANSYS ACT XML Reference Guide》。
3、仿真向导简介
向导(Wizard)用于启动和控制不同目标的应用程序，可以是Target Wizard；也可以是Project Wizard或Mixed Wizard。
① 目标应用向导 - Target Wizard
- 只能在指定的ANSYS中目标应用中启动，如Mechanical、SpaceClaim、Fluent等；
- 利用目标程序提供的脚本开发功能，在应用中仿真向导界面中提仿真流程的指导。
② 项目向导 - Project Wizard
- 仅在ANSYS Workbench项目标签页中执行，通过后台调用组件模块，不会单独打开与之交互；
- 通过Workbench脚本开发可以将任何数据集成应用程序集成到向导中，如Fluent、CFX、DM、SCDM、Mechanical等；
③ 混合向导 - Mixed Wizard
- 在ANSYS Workbench项目标签页和一个或多个支持脚本功能的目标应用程序中执行；
- 混合向导在Project标签页和目标应用程序中都提供了本地仿真向导，而且支持在目标应用中进行界面交互。
- 结合了项目向导和目标应用向导的功能，提供全流程的仿真流程的封装与定制。
仿真向导也可同时用于Workbench和独立应用程序：仅Workbench应用环境下：
- DesignModeler
- Mechanical
Workbench和独立应用程序：
- SpaceClaim
- Fluent、Fluent Meshing
- Electronics Desktop
4、Wizard向导定义Wizard完全是ACT插件的一部分，在定义Wizard时也需要定义构成插件的常用组件。
Wizard结构组成Wizard需要的定义插件的XML文件和其引用的IronPython脚本：① 与标准ACT插件所需相同，并使用相同的XML和IronPython语法；② 可选的自定义帮助文件
- 包含文本、图像、图标或其他控件类型的HTML文件，用于为Wizard提供详细使用说明；
- 对于Wizard，帮助文件可以储存在插件目录中的任何文件夹中；
- 执行向导时，文件内容将显示在向导的交互界面中。
5、XML文件定义ACT有自己的XML标记，开发Wizard向导需要完成以下标签元素的定义。（1）<extension>元素定义<extension>为ACT中XML文件的根元素，包含以下的属性：name、version、icon、minorversion；<extension>标记间可添加子元素(element)：
- <guid>：表示插件的唯一标识符；
- <author>和<description>出现在摘要信息；
- <script>：插件中使用的IronPython脚本文件；
- <interface>：定义应用程序上下文，指定工具栏(toolbar)的位置，还能指定图像文件夹；
- <uidefinition>：自定义布局和向导面板；
- <wizard>：包含所有步骤(Step)的控制元素；
- <simdata>：可选的，如果除了向导本身之外还需要其他自定义功能，则使用该元素。
<extension>标签及其元素
（2）<wizard>元素定义<wizard>元素中包含以下属性和子元素，包括如下：① 强制性属性
- name-向导名称、version-向导版本号、 context-向导上下文
- context属性定义wizard启动的位置，如Project Wizard定义为Project；如果为Mixed Wizard定义为“Project”，然后在Step中再定义context
② 可选属性
- caption：向导标题、layout：向导布局、icon：向导图标(.png，.bmp等格式)
- 向导图标需提前指定所在地址，通过定义<interface>元素中<images>属性
<description>：描述Wizard功能，<step>：定义仿真步骤，是向导中最核心部分
<wizard>标签及其元素（3）<step>元素定义<step>元素包含以下属性：
- 强制属性：name-步骤名称、version-步骤版本
- 可选：caption-步骤标题、HelpFile-帮助文件
<step>中包含以下子元素：
- <description>：步骤功能描述
- <callbacks>：执行步骤时调用的回调函数
- <property>和<propertygroup>：定义实现回调函数时需输入的属性或属性组，是<step>中的最关键的元素，提供外界与ACT插件交互的控件。
<step>标签及其元素
<step>元素中定义内容与向导显示效果的对应关系如下：
<step>元素与界面对应关系
（4）Property元素定义在<step>元素中插入<property>元素来创建步骤的属性，<property>输入类型由control属性定义，常用的control类型如下：
- fileopen：选择文件
- folderopen：选择文件夹
- integer：整数输入框
- text：文本输入框
- float：数字输入框
- select：属性选择框
- scope：几何选择框
- tabulardata：表格数据
property>元素及其属性6、回调函数Callbacks在ACT开发中，我们通过指定XML中的回调函数来绑定界面事件，回调函数需定义在对应的IronPython脚本中。向导(Wizard)中每个步骤(Step)中可以包含3种类型的回调函数；
- onupdate：单击Next按钮时调用此回调函数；在最后一步时，单击Finish按钮也会调用它。例如，创建项目组件系统，执行组件中IronPython脚本命令等。
- onrefresh：每次刷新向导面板的UI时都会调用此回调函数。例如，用来绘制图形。
- onreset：用于在一个步骤中删除和重置操作时。用于在一个步骤中删除和重置操作，单击Back按钮时调用它；回调需要在步骤N中定义，并且单击步骤N+1的Back按钮时将调用它。
上述三个回调函数中：onupdate回调是必需的，其他两个是可选的。每个回调函数中都只使用一个参数step：表示当前步骤；我们可以通过访问step对象的Properties属性访问输入控件属性值，如下。
回调函数定义
7、ACT插件加载
定义好XML文件、IronPython脚本以及其他帮助和图标文件后，需要将脚本文件通常放在与XML文件同名的文件夹中，如下结构。
然后在Workbench或者是目标应用中打开ACT Start Page，首先点击<Manage Extension>按钮，然后点击设置按钮，激活Debug模型，选中插件文件所在文件夹，这样脚本化的插件就会导入插件管理面板。
接下来点中插件图标加载，然后回到ACT Start Page后，点击<Launch Wizards>按钮后，选中向导加载。8、ACT插件编译插件加载运行无误后，就可以对脚本化插件进行编译生成二进制文件，生成的.wbex文件我们可以用于安装、传播或者是上传到ANSYS App Store售卖。
三、如何上手ACT插件开发
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