[nickname2019]

На мой взгляд, основными проблемами российского рынка расчетного программного обеспечения являются:
- отсутствие нормальной возможности программной автоматизации по решению расчетных задач
(в расчетных программах отсутствует возможность для нормального программирования, т.е. невозможно написать программу для полностью автоматического создания расчетной схемы (нескольких расчетных схем), автоматического выполнения расчета, автоматического получения результатов и их автоматического анализа);
- закрытый исходный код по подбору расчетных параметров несущих элементов
(различные программы дают различные результаты при решении одинаковых задач, сравнение алгоритмов подбора различных между собой невозможно, так как код закрыт, общепринятых и одобренных алгоритмов нет, каждый пользуется своим "черным ящиком", который иногда может выдать ошибочное решение);
- для людей, которые занимаются автоматизацией на Лисп, C# и т.д. отсутствуют инструменты, которые позволяли бы программно "по-простому" вызвать готовую библиотечную функцию (например, по подбору сечения какой-то простой балки непосредственно из графического редактора), что вызывает необходимость вызова отдельной расчетной программы, что серьезно тормозит работу;
- "корявый" интерфейс, ужасно неудобная и медленная работа в существующих российских (и украинских) расчетных программах;
(фактически при наличии нормального графического редактора (autocad, nanocad и т.д.) приходится экспортировать данные в в "корявый" редактор расчетной программы и длительное в нем работать (задавать нагрузки, связи и т.д.), а встроить расчетную программу в нормальный графический редактор через автоматизацию невозможно).

В связи с вышеизложенным, назрел вопрос:
Как технологически наиболее правильно можно организовать разработку расчетного программного обеспечения с открытым исходным кодом?

Для совместной разработки кода создано общее хранилище на GitHub, используя которое каждый может поучаствовать в разработке :
https://github.com/chaosEagleOwl/source

На данным момент работа находится в стадии тестирования возможности совместной разработки.
Требования к программному обеспечению изложены в файле (ссылка README.md на GitHub): https://github.com/chaosEagleOwl/source/README.md

ТЗ на модуль формирования КЭ-сеток сформировано и помещено на GitHub.
На весь комплекс ТЗ формировать долго, видимо, будет чуть позже.

Сформирована доска для управления проектом, туда добавлены наиболее актуальные задачи.
Задачи проекта.

[zvezdochiot]

Сообщение от Сергей812 в .Net - массивы постоянные

Аллокатора совсем нету?

[румата]

Сообщение от zvezdochiot Аллокатора совсем нету?

в .net есть изменяемые массивы в виде списков, словарей, стеков, очередей и множеств.

[Сергей812]

Сообщение от zvezdochiot Аллокатора совсем нету?

очень даже есть, но .Net управляемый язык и управления ресурсами пытается брать полностью на себя. Т.е. есть, например, базовый класс работы с массивами Array и там есть метод изменения размерности массива Resize. Но на самом деле под "капотом"

Код:

[Выделить все]

 // Если текущая емкость массива не равна новому значению
if (larray.Length != newSize) 
{
    // Запрашиваем выделение массива новой размерности
    T[] newArray = new T[newSize];
    // Копируем содержимое старого массива в новый
    Array.Copy(larray, 0, newArray, 0,  larray.Length > newSize? newSize : larray.Length);
    // Подменяем ссылку исходного массива на новый 
    array = newArray;
}

т.е. любое изменение размерности массива, даже если есть свободное место в памяти после исходного массива - да пофиг, делаем новый массив с копированием данных, а старый кидаем на "съедение" сборщику. А работа с указателями в классическом сишном представлении в .Net возможна - но это считается критическими участками кода и рекомендуется делать их как можно короче.

----- добавлено через ~12 мин. -----

Сообщение от румата изменяемые массивы в виде списков, словарей, стеков, очередей и множеств.

угу, только если посмотреть их реализацию - например базовый типизированный список List<T> - метод установки значения Capacity

Код:

[Выделить все]

  
if (value != _items.Length) 
{
     if (value > 0) 
    {
         T[] newItems = new T[value];
         if (_size > 0) 
         {
              Array.Copy(_items, 0, newItems, 0, _size);
         }
         _items = newItems;
     }
     else 
    {
         _items = _emptyArray;
    }
}

абсолютно то же - массивы фиксированной размерности.

[zvezdochiot]

Сообщение от Сергей812 T[] newArray = new T[newSize];

От того, что аллокатор маскируется, и заворачивается в объект класса, он не перестаёт быть аллокатором. Только паразитные затраты увеличиваете.

[Сергей812]

Сообщение от zvezdochiot От того, что аллокатор маскируется, и заворачивается в объект класса, он не перестаёт быть аллокатором. Только паразитные затраты увеличиваете.

вообще то смысл приведенного фрагмента кода - что в любом случае создается новый массив фиксированного размера с копировкой содержимого... хотя в случае хотя бы уменьшения можно было просто сообщить менеджеру памяти - что освободилась область памяти.

В любом случае, если нужна именно скорость вычислений - имхо, .Net съест часть ресурсов из-за идеологии управляемого кода.

[румата]

Сообщение от Сергей812 .Net съест часть ресурсов из-за идеологии управляемого кода.

Ну и пусть себе ест. Зато удобно, безопасно, а главное высокопроизводительно с точки зрения написания кода. Да и для современных ПК это съедание ресурсов уже не кртитично. Обращение матриц все равно будет происходить +-одинаково, а накладные расходы по формированию и управлению массивами данных это плата за удобство программирования.
С++, ассемблер - инструменты всеж для профессиональных программистов, коих в этой теме, думается, нет совсем.

[nickname2019]

Остается решить как вносить изменения в "проверенный" код на сайте.
Варианты:
1. Каждый вносит имзенения код на GitHub, потом изменения объединяются через функционал GitHub (это не сложно для обычного юзера, который нашел ошибку в расчетном и хочет немного поправить код?).
2. Каждый размечает специальными метками места, где он вносил изменения, специальной программой код будем периодически объединять в "главный" файл.

[румата]

Сообщение от nickname2019 Остается решить как вносить изменения в "проверенный" код на сайте.

Обычно вносить. Вы инициализируете проект и мастер-ветку. Остальные делают вилку этого проекта и пишут свою часть реализации. Потом, после окончания и проверки этот форк сливаете с основной веткой.

[румата]

Вот что что пишет создатель AlgLib по поводу использования сторонней библиотеки для решения задач линейной алгебры https://www.alglib.net/articles/a001_alglibandmkl.php

[dambra]

Сообщение от nickname2019 Остается решить как вносить изменения в "проверенный" код на сайте. Варианты: 1. Каждый вносит имзенения код на GitHub, потом изменения объединяются через функционал GitHub (это не сложно для обычного юзера, который нашел ошибку в расчетном и хочет немного поправить код?). 2. Каждый размечает специальными метками места, где он вносил изменения, специальной программой код будем периодически объединять в "главный" файл.

Привет.
Предлагаю тебе как автору задачу разбить на подзадачи и изложить что ребуется, т.е. чтобы участнику оставалось реализовать код зная конкретную задачу.
2. Можно спросить о среде разработки - IDE? Я так понял что пишешь на чистом С++?
3. Хорошо бы было определится с библиотеками которые ещё ужны, как советовали другие и на основании их уже реализовывать задачи. Можешь проанализировать или кого-то подключить кто знает. Или все на cmath писать вручную? Может получиться зоопарк.
4. Я бы мог помочь написать часть кода зная задачу. Если есть возможность делегировать часть кода - пиши в личку. С уважением,

[nickname2019]

Сообщение от dambra Привет. Предлагаю тебе как автору задачу разбить на подзадачи и изложить что ребуется, т.е. чтобы участнику оставалось реализовать код зная конкретную задачу. 2. Можно спросить о среде разработки - IDE? Я так понял что пишешь на чистом С++? 3. Хорошо бы было определится с библиотеками которые ещё ужны, как советовали другие и на основании их уже реализовывать задачи. Можешь проанализировать или кого-то подключить кто знает. Или все на cmath писать вручную? Может получиться зоопарк. 4. Я бы мог помочь написать часть кода зная задачу. Если есть возможность делегировать часть кода - пиши в личку. С уважением,

Сейчас идет анализ материалов. Всем отписавшимся большое спасибо.

По результатам анализа ситуации напрашиваются следующие выводы (предварительно):
1. Вся математика написана до нас (кроме проверки конструкций по нашим СП). Есть несколько законченных проектов, которые имеют открытый исходный код. Улучшать можно, но это отнесем "на потом".
2. Работа сводится к выбору существующего проекта с открытым исходным кодом для его локализации.
3. Мне пока нравиться gmsh (импорт из gmsh поддерживает SCAD, вероятнее всего это оптимальный "донор" для кода).

Я пока пытаюсь разобраться как его скомпилировать и зпустить на исполнение в одной из версий Microsoft Visual Studio.

(прошу понять меня правильно, мое время ограниченно, и я не могу на 100 процентов себя посвятить этой задаче)

Если кто-то разберется как это сделать (какие настройки поставить и т.д.) и поделиться этим с сообществом, было бы прекрасно.

Сайт:
https://gmsh.info/

P.s. вообще, видимо, нужно с функционалом gmsh ознакомиться. Я раньше с ним не встречался.

[Нубий-IV]

Сообщение от nickname2019 Мне пока нравиться gmsh

Навскидку пара проблем с ним:

• Тормозит даже на не очень больших задачах. Хорошо, если это тормозит графика. А если сам движок - то у нас проблема. Это первое, что надо проверить.
• Для контуров, которые касаются друг друга сторонами, не создает совместную сетку. Там есть в разделе MESH режим Define/Embedded, но он работает только если точка или линия попадает на поверхность; для точки, попавшей на контур, генерится битая сетка, или сетка не создается вообще, или GMSH вылетает. Есть режим слияния геометрии, но он удаляет только совпавшие точки, или полностью совпавшие отрезки; порезать линию узлами то ли он не умеет, то ли я не умею.

Сообщение от nickname2019 импорт из gmsh поддерживает SCAD

Еще импорт вроде как есть у Лиры, но в версии 2016Free я не смог его заставить работать. Формат MSH несколько раз менялся, видимо, импорт был рабочим только в одной из старых версий. Для Лиры и Старка я себе сваял простые программки на C#, перегоняют *.MSH в *.SLI и в *.FEA. MSH сохранять командой "File/Export/Gmsh MSH" и выбирать формат "Version 1". Программки консольные. Кто работает в Total Commander / Double Commander - можно вытащить значок на панель, и перетаскивать файлы MSH на значок. Кто работает в проводнике - можно создать ярлык к программе, и перетаскивать файлы MSH на ярлык. Рядом с исходной сеткой запишется SLI или FEA с тем же именем.

Сообщение от nickname2019 Работа сводится к выбору существующего проекта

Еще из открытого знаю Elmer FEM - аналог Ансисов/Комсолов и т.п. - мультифизика. Есть механика, теплотехника, электростатика и т.п. Есть забавные фишки, типа адаптивных сеток, которые в процессе решения под градиенты уточняются. Есть и линейные решатели, и нелинейные, и API под пользовательские типы КЭ. Были и глюки - в многопоточной версии нарушалась синхронизация записи результатов, и получались битые файлы, с секциями, записанными не по порядку; при слишком большом числе шагов по времени переполнялся счетчик номеров файлов данных и расчет прерывался. Исходники не смотрел, там может оказаться фортран.

[румата]

Сообщение от nickname2019 3. Мне пока нравиться gmsh (импорт из gmsh поддерживает SCAD, вероятнее всего это оптимальный "донор" для кода).

GMSH это, в основном, мешер, т.е. генератор КЭ сеток. Да, у него есть свой решатель, но насколько мне известно это очень ускоспециализированный решатель на правленный на решение задач толи электромагнетизма, толи акустики.

Сообщение от nickname2019 Я пока пытаюсь разобраться как его скомпилировать и зпустить на исполнение в одной из версий Microsoft Visual Studio.

Зачем? Он уже есть скомпилированный в виде .exe и не требующий установки. Поддерживает работу из командной строки, т.е. его можно вызывать на исполнение практически из любого программого кода.

Сообщение от nickname2019 вообще, видимо, нужно с функционалом gmsh ознакомиться.

Функционал у него незатейливый построенный на основе скриптов на собственном языке. Множество примеров скриптов находится в архиве с исполнительным файлом. Есть библиотечки для работы с ним из питона и пр. ЯПов.

----- добавлено через ~2 мин. -----

Сообщение от Нубий-IV Для контуров, которые касаются друг друга сторонами, не создает совместную сетку.

Да, это нужно научится обходить.

Сообщение от Нубий-IV Тормозит даже на не очень больших задачах.

Не заметил у себя такого. При правильно созданном скрипте очень быстро работает даже на внушительного объема геометрии.

----- добавлено через ~9 мин. -----

Сообщение от nickname2019 2. Работа сводится к выбору существующего проекта с открытым исходным кодом для его локализации.

Написание своей библиотеки КЭ может оказаться более простым, чем адаптация чужого кода под свои нужды

----- добавлено через ~10 мин. -----

Сообщение от nickname2019 (прошу понять меня правильно, мое время ограниченно, и я не могу на 100 процентов себя посвятить этой задаче

Так и никто не может. просто без головного разработчика, который будет координировать разработку между исполнителями ничего не получится

[Нубий-IV]

Сообщение от румата но насколько мне известно это очень ускоспециализированный решатель

Просто для него примеры под электрику на сайте лежали, сейчас еще добавили пример с теплотехникой. А вообще там записывается произвольное уравнение МКЭ формулой, и решатель с ним разбирается. Кому нужна механика - можно добавить механику. Входной язык, правда, там наркомановский, и документации негусто.

Сообщение от румата GMSH это, в основном, мешер, т.е. генератор КЭ сеток.

Формально у него есть родной решатель - GetDP, и возможность подключить свой. Плюс есть постобработка - просмотр результатов и какие-никакие фильтры для обработки результатов. Теоретически можно и его вместо автокада как редактор и визуализатор по первости использовать.

Сообщение от румата При правильно созданном скрипте очень быстро работает

Однако, так и есть. Проверил на простейшем тесте - все быстрое. Видимо, это я от каких-то очень старых версий тормоза запомнил.

[nickname2019]

Сообщение от румата Написание своей библиотеки КЭ может оказаться более простым, чем адаптация чужого кода под свои нужды

КЭ мешер, я думаю, мы уже нашли. Осталось найти в нем процедуру генерации сеток и скопипастить. У них SDK вроде есть, нужно только разобраться. С нуля писать плоский мешер - это может быть надолго (не менее мясяца-двух чистого времени). Необходимости создания 3д-мешера я пока вообще не вижу (для строительства это слишком узкая задача, кроме расчетов тел плотин мне в голову ничего не приходит).

Наверняка также есть уже написанные процедуры генерации локальных матриц жесткостей отдельных КЭ (открытый код).

[румата]

Сообщение от nickname2019 Осталось найти в нем процедуру генерации сеток и скопипастить.

Ничего не нужно копипастить. Просто написать дополнение для автокада или нанокада или брикскада или чего еще для генерации файлов .geo на основе контурной геометрии созданной в графических редакторах.

Сообщение от nickname2019 С нуля писать плоский мешер - это может быть надолго (не менее мясяца-двух чистого времени).

У меня есть собственноручно написанный плоский мэшер. При необходимости поделюсь.

Сообщение от nickname2019 Наверняка также есть уже написанные процедуры генерации локальных матриц жесткостей отдельных КЭ (открытый код).

Есть, но они все, преимущественно на фортране (как в книжках по МКЭ), реже на питоне.

[nickname2019]

Сообщение от румата Ничего не нужно копипастить. Просто написать дополнение для автокада или нанокада или брикскада или чего еще для генерации файлов .geo на основе контурной геометрии созданной в графических редакторах.

Потом запускать gmsh через командную строку для расчета? А результаты обратно в граф. редактор импортировать?

----- добавлено через 41 сек. -----

Сообщение от румата У меня есть собственноручно написанный плоский мэшер. При необходимости поделюсь.

Это круто. Но пока проанализируем все возможные варианты.

P.s.
Вот ссылка с примером работы с библиотекой Eigen

https://habr.com/ru/post/271723/

[румата]

Сообщение от nickname2019 Потом запускать gmsh через командную строку для расчета?

Да хоть как запускать. Можно открыть руками через графический интерфейс GMSH.

Сообщение от nickname2019 А результаты обратно в граф. редактор импортировать?

Да, ничего сложного в этом нет.

Сообщение от nickname2019 Это круто.

Крутого мало. Пока только один метод генерации сетки реализован.

Сообщение от nickname2019 Вот ссылка с примером работы с библиотекой Eigen

Да, спасибо, я это давно видел.

[nickname2019]

После некоторого размышления над комментариями, проект, видимо, будем делать на Visual Studio 2019.
Желающим присоединиться к проекту старые версии студий найти может быть трудно.
Т.е. результирующий проект будет совместим с Autocad 2021.
Результирующий вариант потом перекомпилируем под другие версии.

[Нубий-IV]

Сообщение от nickname2019 какие настройки поставить

Похоже, никакие вообще не надо. В свежескачаной VS2019Community (16.11.3):

• Если нужно просто собрать exe:
  - "Файл / Открыть / Папка", выбрать папку "gmsh-4.8.4-source".
  - После того, как VS подумает несколько минут с импортом, "Сборка / Собрать решение"
  - В папке "gmsh-4.8.4-source\out\build\x64-Debug" собрался gmsh.exe (консольная версия). Тестовая команда "gmsh.exe Test.geo -2 -o Test.msh" работает и сохраняет сгенерированную сетку.
• Если нужно настроенное решение:
  - Зайти в папку "gmsh-4.8.4-source" и запустить CMake (ставится с VS) с ключом -G для генерации проекта VS:
  
  Код:

  [Выделить все]

  "C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\2019\Community\Common7\IDE\CommonExtensions\Microsoft\CMake\CMake\bin\cmake.exe" -G "Visual Studio 16 2019" .

  - В VS открыть решение "gmsh-4.8.4-source\gmsh.sln" и собрать через "Сборка / Собрать решение"
  - В папке "gmsh-4.8.4-source\Debug\" - собранный gmsh.exe.