NuscaS - wprowadzenie

System ten był tworzony w Instytucie Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn Politechniki Czestochowskiej od 1996 r do września 2002. Obecnie NuscaS rozwijany jest w Instytucie Informatyki Teoretycznej i Stosowanej Politechniki Czestochowskiej. Działa on w oparciu o metodę elementów skończonych (MES). W chwili obecnej pozwala na modelowanie zadań 2D. Można go podzielić na trzy główne części (jak wiekszość tego typu oprogramowania):

Poszczególne części systemu tworzą własne pliki o ustalonych formatach i rozszerzeniach.

Pre-processing pozwala na wygenerowanie rozpatrywanego obszaru, w tym na wyróżnienie różnych podobszarów fizycznych. Do automatycznego generowania siatek elementów skończonych (ES) można stosować proste zależności matematyczne - dla obszarów prostych, otrzymuje się wtedy strukturalne siatki ES, lub metodę QuadTree - dla obszarów skomplikowanych, otrzymuje się wtedy niestrukturalne siatki ES. Dla niestrukturalnych siatek ES istnieje możliwość zredukowania szerokości pasma macierzy współczynników za pomocą odpowiedniego programu umieszczonego w opcji Narzędzia. W opcji tej umieszczony jest także program rozdzielający, w zależności od potrzeb, brzegi stykających się podobszarów fizycznych. W pre-processingu zadawane są również warunki brzegowe i początkowe. Jednakże wcześniej należy zdefiniować typ rozwiązywanego zadania. Obecnie może to być:

Processing polega na uruchomieniu odpowiedniego solwera, tj. części rozwiązującej zdefiniowany wcześniej typ zadania. Na podstawie danych zawartych w pre-processingu następuje budowa globalnego układu równań oraz jego rozwiązywanie, a także obliczanie wielkości dodatkowych. Do budowy układu równań można zastosować trójkątne i czworokątne ES z interpolacją liniową oraz elementy hybrydowe, którymi mogą być dowolne, wypukłe figury płaskie (obecnie stosowane jedynie do modelowania naprężeń i pękania). Rozwiązywanie układów równań odbywa się bądź metodami iteracyjnymi (CG, GMRES i Bi-CG-STAB, wszystkie z odpowiednią poprawą uwarunkowania wstępnego), bądź metodami skończonymi (np. LU). Wybór odpowiedniej metody zależy od typu rozwiązywanego zadania.

Część obliczeniowa systemu zbudowana jest zgodnie z zasadami techniki obiektowej, w taki sposób, aby w oparciu o istniejące w niej klasy można było tworzyć własne klasy służące do modelowania innych zagadnień fizycznych. Podstawowym elementem części obliczeniowej jest jądro systemu, w którym znajdują się podstawowe klasy MES, niezależne od typu rozwiązywanego zagadnienia. Poprzez mechanizm dziedziczenia tworzy się klasy opisujące modelowane zagadnienie. Część obliczeniowa napisana została w języku C++. Do zarządzania tablicami i listami użyto standardowej biblioteki wzorców STL (Standard Template Library). Do przechowywania macierzy i wektorów użyto biblioteki TNT (Template Numerical Toolkit), a do rozwiązywania układów równań i wykonywania operacji na macierzach wykorzystano biblioteki IML++ (Iterative Methods Library) oraz SuperLU. Metody zawarte w tych bibliotekach operują na macierzach rzadkich. Zbudowano także własną bibliotekę zawierającą metody Cholesky'ego i LU dla macierzy pasmowych.

Post-processing służy do graficznej prezentacji uzyskanych wyników obliczeń.
Prezentacje obejmują:

Spis treści | Instalacja
Arkadiusz Nagórka
Data ostatniej modyfikacji: 2002-12-13