CalculiX

CalculiX
Verdichterrad eines Turboladers
Basisdaten
Entwickler	Guido Dhondt, Klaus Wittig
Aktuelle Version	2.23 (1. November 2025)
Betriebssystem	Linux, Windows
Programmier­sprache	C, Fortran
Kategorie	FEM-Programm
Lizenz	GPL 2 (Freie Software)
deutschsprachig	nein
www.calculix.de

CalculiX ist ein freies, unter der GPL stehendes Finite-Elemente-Programm. Es wird seit 1998 von Guido Dhondt (geb. 1961) und wurde von Klaus Wittig, beides Mitarbeiter der Firma MTU Aero Engines, zur dreidimensionalen Strukturberechnung entwickelt.

Integration in kommerzielle und freie Softwareprodukte

Der CalculiX-Solver nutzt das Abaqus-Eingabeformat. Daher lassen sich zahlreiche Prä- und Postprozessoren nutzen. Bei numerischen Strömungssimulationen versteht sich die Software mit den freien CFD-Programmen duns, ISAAC und OpenFOAM. Auch mit den kommerziellen FEM-Programmen Nastran und Ansys, dem freien FEM-Programm Code Aster kann CalculiX zusammenarbeiten. Es wird überdies als Rechenkern (Solver) in den Simulationsumgebungen folgender Programme eingesetzt:

• FreeCAD: Das parametrische Open-Source-CAD-Programm nutzt CalculiX als primären Standard-Solver für sein FEM-Modul.
• SimScale: Die cloudbasierte Simulationsplattform greift für strukturdynamische Analysen auf CalculiX zurück.
• Mecway & WELSIM: Kommerzielle CAE-Pre- und Postprozessoren unterstützen CalculiX nativ, um Berechnungen durchzuführen.
• PrePoMax: Ein Open-Source-Prä- und Postprozessor für Calculix, mit einer modernen Benutzeroberfläche.
• DHCAE Tools (CastNet): Diese Ingenieur-Software integriert CalculiX für strukturmechanische, thermische und nichtlineare Analysen.

Mithilfe der freien Kopplungsbibliothek preCICE ist es möglich, Berechnungen zu koppeln. Beispielsweise sind Simulationen von Fluid-Struktur-Interaktion (FSI) mit SU2, konjugierter Wärmeübertragung mit OpenFOAM und Struktur-Struktur-Interaktion (SSI) mit Calculix selbst möglich.

Betriebssysteme

Neben dem Einsatz in Linux oder anderen Unix-Versionen wie macOS stehen auch Windowsinstallationen zur Verfügung. Zu den bisherigen kommt in Windows 10 ab Version 1709 das Subsystem Linux (WSL) hinzu.

Einsatz

Professionelle Nutzer der Software sind unter anderem:

• MTU Aero Engines: Der Triebwerkshersteller hat die Veröffentlichung ausdrücklich genehmigt und setzt das Programm selbst ein.
• Convergent Mechanical Solutions: Ein US-amerikanisches Ingenieur- und Softwareunternehmen, das CalculiX nicht nur produktiv nutzt, sondern auch eine eigene Windows-Version (CalculiX Launcher) pflegt und dafür Support anbietet.
• Mooser Schwingungstechnik GmbH: Ein deutsches Spezialunternehmen für Betonverdichtung und Vibrationstechnik.

Im akademischen Umfeld wird CalculiX beispielsweise von Prof. Martin Kraska (Technische Hochschule Brandenburg) eingesetzt. Im Rahmen seiner Lehr- und Forschungstätigkeiten wurde auch eine umfangreiche Sammlung von Modellbeispielen aufgebaut.

Literatur

• Guido Dhondt: The Finite Element Method for Three-dimensional Thermomechanical Applications. Wiley, Chichester 2004, ISBN 0-470-85752-8.

Weblinks

• Website