Programmeringsteknik i Finita elementanalys

För att kunna utveckla moderna och effektiva programvaror för finita elementanalys behöver man också integrera de senaste framstegen inom programmeringsområdet. Programmeringsteknik som är intressant för finita elementprogram är:

• Parallelprogrammering med CPU och GPU
• Integrering av finita elementberäkning i skript-miljöer som Python (NumPy) och MATLAB
• Hur kan man dra nytta av senaste utvecklingen inom programspråk för att underlätta implementeringen av finita elementprogram.
• Distribuerade metoder för att dra nytta av större beräkningsresurser (HPC).
• Realtidsberäkningar med finita element program för att möjliggöra interaktiv access av beräkningsmodeller.

Visualiseringsteknik i Finita elementanalys

Ett område som också är intressant att utveckla i en finita elementkontext är visualisering av beräkningsresultat. De flesta verktyg för visualisering inom struktur- och solidmekanik använder ofta standardmetoder där resultaten presenteras i färgskalor mappade till krafter och spänningar. Inom visualiseringsområdet pågår en snabb utveckling både av metoder och hårdvara som möjliggör visualisering av stora modeller på helt nya sätt och skala. På avdelningen har vi bl a utvecklat metoder för visualisering av fibernätverk, visualisering av gamla byggmetoder och användning av VR (Virtual Reality). 

Programutveckling

På avdelningen utvecklas kontinuerligt programvaror inom de beskrivna områdena. Nedanstående visas några av de program och miljöer som utvecklats på avdelningen:

• ObjectiveFrame – Programvara för realtidsinteraktion med balkmodeller.
• CALFEM (Matlab/Python) – verktygslåda (bibliotek) för undervisning och utveckling av finita element program.
• Interactive Visualisation Framework Ivf ++ – Programbibliotek som används i ObjectiveFrame och utvecklade visualiseringsmetoder.
• ForcePAD – ett skissbaserat verktyg för att studera inre krafter och deformationer.
• SketchAFrame – en programvara för att enkelt skapa strukturer på en iPad.
• HACON –  Program för simulering av betonghärdning

De flesta av programvarorna är fritt tillgängliga med tillgänglig källkod, se följande länkar: 

• ObjectiveFrame
  • Källkod - https://github.com/jonaslindemann/objectiveframe
  • Dokumentation - https://jonaslindemann.github.io/objectiveframe
  • Ladda ner - https://github.com/jonaslindemann/objectiveframe/releases/tag/2.1.6
  • Windows Store - https://apps.microsoft.com/store/detail/XPFPKPPND1DK4T?ocid=pdpshare
• CALFEM
  • Källkod Python - https://github.com/CALFEM/calfem-python
  • Källkod MATLAB - https://github.com/CALFEM/calfem-matlab
  • Dokumentation – https://calfem-for-python.readthedocs.io/en/latest/
  • Dokumentation MATLAB - https://github.com/CALFEM/calfem-matlab/blob/master/calfem-3.6-manual-full.pdf
  • Installera - https://pypi.org/project/calfem-python/
• ForcePAD
  • Källkod - https://github.com/jonaslindemann/forcepad
  • Windows Store - https://www.microsoft.com/store/productId/9WZDNCRDX1MP?ocid=pdpshare
• Interactive Visualisation Framework – Ivf++
  • Källkod - https://github.com/jonaslindemann/ivfplusplus
  • Källkod version 2 (beta) - https://github.com/jonaslindemann/ivf2