并行版有限元语言及其编译器PFELAC2.2软件

最美时光

    一、产品概述
    有限元语言及编译器（Finite Element Language And it’s Compiler），以下简称FELAC）是中国科学院数学与系统科学研究院梁国平研究院于1983年开始研发的通用有限元软件平台，是具有国际独创性的有限元计算软件，是PFEPG系列软件三十年成果（1983年—2013年）的总结与提升，有限元语言语法比PFEPG更加简练，更加灵活，功能更加强大。目前已发展到2.0版本。其核心采用元件化思想来实现有限元计算的基本工序，采用有限元语言来书写程序的代码，为各领域，各类型的有限元问题求解提供了一个极其有力的工具。FELAC可以在数天甚至数小时内完成通常需要一个月甚至数月才能完成的编程劳动。
    FELAC并行版2.2采用自定义的有限元语言作为脚本代码语言，它可以使用户以一种类似于数学公式书写和推导的方式，非常自然和简单的表达待解问题的微分方程表达式和算法表达式，并由生成器解释产生完整的并行有限元计算C程序。
7 K, E( e. @* N, N    FELAC并行版2.2面向高校、研究院设计院等科研单位，旨在将科研人员从繁重的代码编写工作中解放出来，快速将理念转化成现实成果，降低开发成本。
    二、FELAC2.2全新的理念
    2.1、FELAC2.2的特色
    最本质的多物理场耦合求解平台最全面支持多核、多处理器系统灵活扩展的有限元开发环境全新的有限元并行架构完全自主知识产权的高性能并行CAE软件面向高校、科研院所、设计院等，培养自主CAE行业精英

    2.2、FELAC2.2的基本思想
    FELAC的目标是通过输入微分方程表达式和算法之后，就可以得到所有有限元计算的程序代码，包含串行程序和并行程序。该系统采用一种语言和四种技术开发而成。
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    三、产品新增功能
9 D9 t8 a- P; u* }# b! n9 T8 {/ H    3.1、灵活简单的多物理场耦合描述
1 X2 u7 v. I* f) D9 A    求解多物理场耦合的本质就是求解偏微分方程组，但是由于各个物理场的物理属性的本质差异，一般情况，每个PDE所对应的数值求解方法往往存在实质的差异，FELAC的求解环境决定了它在求解领域上不受限制的优势。目前，在固体力学、传热传质学、电磁学、CFD等学科领域都可应用FELAC进行仿真分析。
, H2 l8 G& X# Z2 L. d' `6 J# t, F7 q* p+ ~& [    面向微分方程描写有限元文件，每个方程对应其唯一的算法
    程序统一，计算模拟环境统一
6 [% R9 b+ z+ j" p    便捷的数据耦合描述
    组件间简单、统一的数据接口
2 T$ D, W* b0 g2 ]3 b( g4 i( i  L! d    3.2、友好的用户界面
( y, t6 d! e4 X! @3 {0 V0 C, y    FELAC并行版2.2采用Windows风格的图形用户界面，简洁、美观、友好的客户端界面为用户提供了强大的人机交互功能。
, e! r5 p0 p! [  E5 [% `& f    友好直观的人机交互功能
    方便灵活的“公式库”向导建模
6 V; G" F- z) ?9 V4 C: X% l, b    交互式材料参数的设定与修改
( P4 b) x1 ^$ a5 R    一键式有限元模型仿真分析
1 O4 ~$ J# a  _* O' D  v    功能丰富的多文档编辑器

    3.3、丰富灵活的库功能
    根据用户输入的微分方程表达式与算法自动生成有限元、有限体积计算的C代码，用户不仅可以直接采用脚本文件编制程序，还可以借助FELAC的库功能自动完成程序生成，FELAC提供了从一维到三维共12中坐标系下的模型库、微分算子库、形函数库、算例库等。
& _7 @& w# i3 Z# i7 A    FELAC并行版2.2公式库
    目前FELAC并行版2.2提供八种公式库模块，基本覆盖了固体、结构、流体、传热、电磁学及多物理场耦合等领域研究的主要问题。
    公式库中的模块均可通过界面工作区的公式库向导，生成该领域的有限元计算程序，方便高效的完成相应问题的仿真分析。
/ S+ y! a* |4 d4 a6 w/ k    FELAC并行版2.2 坐标系
    FELAC提供了从一维到三维共12中坐标系

    四、产品升级说明
    1、元计算并行服务器上搭建并行求解库MPICH2。元计算并行服务器可以提供并行求解计算功能。
1 d+ `2 x$ y) X* \# z, s    2、在元计算并行服务器上部署PFELAC2.2服务器端程序。与PFELAC2.2客户端一起实现并行求解与结果返回一键功能。
    3、简化PFELAC2.2并行版客户端对并行求解服务器的选择与设置。使之易于理解与操作。“天河一号”和“济南超级计算机中心”并行求解服务器上操作方式不变。“元计算并行计算机中心”并行服务器需要设置端口号与并行分区数，即可实现一键求解与结果返回。
  e4 ?! I$ N8 w( n    4、调整和优化了并行程序求解计算流程。
    5、帮助系统增加“并行篇”内容。
  P; H6 ?+ H; |3 W: ?+ z    6、并行求解计算的扩展与维护。如果客户自有并行求解服务器，则并行求解库与PFELAC2.2服务器端程序可以方便移植。可以与PFELAC2.2客户端一起实现并行求解与结果返回一键功能。
6 m, H/ X! Z% s) t7 i    7、集成第三方开源压缩与解压缩库quzip。
    8、PFELAC2.2客户端与服务器端并行程序模块化。
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