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1、元计算技术和主打产品介绍1.有限元语言(简称:FEL)有限元语言是元计算公司开发的数值计算行业通用编程语言,支持有限元程序开发、有限体积法程序开发,支持与C++语言混合编程。有限元语言最新标准FEL2.0于2015年9月公布,常用于大规模并行计算和任意多物理场耦合计算程序的开发,是至今为止数值计算行业中最专业的编程语言!有限元语言是一种模型语言。是生成高级语言的语言,是一种能严格描述有限元问题并为广大有限元专家们乐于接受的语言,它非常接近于有限元的专业语言,故在此称为有限元语言。采用这种语言描述有限元问题的主要工作就是写表达式(如形函数表达式,虚功方程表达式、算法表
2、达式),因此采用这种语言编写程序就像写有限元学术论文和有限元教科书那样轻松自如。CAE行业中不仅有体量巨大、功能强劲的商业软件,也有众多工程师自编自调的原创程序。商业软件技术成熟、应用简便,而原创程序则可以在具体问题的分析功能上弥补商业软件的不足,二者相互补充,百花齐放,满足多样化具体分析需求的目的。有限元语言,是为了降低算法应用技术的门槛而诞生的,介于普通商软和自编程序之间的技术。使用高级的、对用户更友好的环境,通过对偏微分方程的描述和离散,引用不同的算法来降低工程师自己编程的难度,它比商软灵活,能够提供更针对性的解决方案。所以有限元语言是一种高级开发工具,供广大
3、CAE应用工程师更方便地描述自己的问题,自动调用算法生成可执行的计算代码。从本质上讲,有限元语言是一个高级的编译器,它比大多数耳熟能详的商软更加灵活,能解决的问题更丰富,技术手段更直接,又比工程师自编程序简单,更好实施。有限元语言,将是未来CAE发展的重要方向之一,与绝大多数商软相比,有限元语言所生成的针对具体问题的CAE分析工具,不管是实施成本,还是对问题的适应性,都有太多优势。2.有限元语言编译器(简称:FELAC)有限元语言及其编译器是元计算公司开发的将〃有限元语言〃翻译为“C++语言〃直至可执行程序的软件,其主要工作流程:有限元语言(FEEsourcecod
4、e)—有限元语言及其编译器(FELAC)C++语言代码(C++sourcecode)—C++编译器(C++compiler)f目标代码(objectcode)可执行程序(executables)oFELACObjectcodeExecutables图4-1FELAC工作流程用户评价:大连理工大学林皋院士上海交通大学潘健生院士图4-2FELAC专家评价意见梁国平小组硏制成功并行有限元程序的自动生成,即由计算机自动产生可在田可一台并行计算机上运行的有限元程序,向高性能计算与网络计算迈出了坚实的一步。我希望有限元程序自动生成系统在我国四个现代化建设中能得到全面的应用推广,
5、更大地发挥数值计算在科技创新和经济发展中的作用。中国科学院杨乐院士并行有限元程序自动生成系统,可在但可一台并行计算机上运行,还可以通过互联网使用,用户可以在任{可时间、任何地点、任何一台计算机上使用该系统,为将来的有限元网格计算奠定了技术基础。我希望该系统能在高性能计算及其在科学和工程应用方面得到更多的支持,发挥其更大的作用。中国科学院崔俊芝院士从科硏创新的角度,从培养数值模拟人才的角度,我非常乐意推荐有限元程序自动生成系统在国内、国际的推广,相信它的普及可以为有限元方法的广泛应用起到强有力的推动。中国工程院石耀林院士提高我国有限元应用水平的主要环节在于采用新方法和
6、新手段,提高有限元教学水平,该系统的网络计算功能和高性能计算功能对于提高我国的有限元教学和应用水平有重要意义,望有关部门能够支持该系统的推广工作。中国科学院林群院士公式库#子分裂有限元多物理场耦合图4-3FELAC公式库内容热S耦合FELAC与全球同行业(CAE行业)通用软件的比较比较项目FELAC通用软件特点生产有限兀软件的软件有限元软件科硏与创新性采用有限元语言编程,创新与科研的最佳工具不支持创新,科硏能力受限制开放源代码全球唯一的串行和并行有限元源程序自动生成系统,用户拥有生成的具有完全自主知识产权不向用户提供源代码的源代码互联网使用全球唯一实现通过互联网计算
7、的系统不能够易用性使用公式库,操作简便较强,但菜单繁琐灵活性适合自定义各种模型和方法—般,只能通过比拟的方法加模型二次开发特性可生成源程序,可方便地嵌入分析设计系统和优化系统中—般,对用户说来是黑箱,很难嵌入其他系统耦合问题处理能力强耦合、弱耦合都可处理,算法可以按需设计较弱,算法不能设计前后处理能力强,用户可自定义输入输出强’但价格不菲计算速度强,有各种预条件迭代求解器,可用算法优化代数方程组,支持并行计算有的强有的弱,用户很难优化代数方程组,支持并行计算,但有不少出口限制基本结论:通用软件是软件供应商开发并封装好的软件,适用于常规工程计算分析,科研创新能力弱