Краткий обзор программного обеспечение для инженерных расчетов

2010-03-07

Краткий обзор программного обеспечение, которое предназначено для научных и инженерных расчетов. Обзор не претендует на полноту охвата темы.

Оглавление

Scilab

Scilab — мощный открытый пакет прикладных математических программ (система компьютерной математики) для инженерных и научных расчётов.

Система позволяет

  • решать задачи линейной алгебры;
  • решать нелинейные уравнения и системы;
  • решать задачи оптимизации;
  • дифференцировать и интегрировать;
  • решать обыкновенные дифференциальные уравнения и системы.
  • обрабатывать экспериментальные данные (интерполяция и аппроксимация, метод наименьших квадратов);
  • создавать различные виды графиков и поверхностей.
Ссылки

Euler Math Toolbox

Euler Math Toolbox — мощный открытый пакет прикладных математических программ для инженерных и научных расчётов, а также для визуализации результатов. В пакет интегрирована система компьютерной алгебры Maxima и Yacas. Euler Math Toolbox использует матричный язык, подобный Matlab. Система напоминает Matlab и GNU Octave, но имеет собственный стиль, и немного иной синтаксис.

Ссылки

Octave

GNU Octave — представляет интерактивный командный интерфейс для решения линейных и нелинейных математических задач, а также для проведения различных инженерных расчетов. Octave можно использовать также для пакетной обработки. Язык Octave оперирует арифметикой вещественных и комплексных скаляров, векторов и матриц. Для GNU Octave реализовано множество расширений, в том числе расширения для решения линейных алгебраических задач, нахождения корней систем нелинейных алгебраических уравнений, работы с полиномами, решения различных дифференциальных уравнений, интегрирования систем дифференциальных и дифференциально-алгебраических уравнений первого порядка, интегрирования функций на конечных и бесконечных интервалах.

GNU Octave использует совместимый с MATLAB язык высокого уровня.

Сайт проекта GUN Octave
GUN Octave в википедии

Среда программирования R

R — язык программирования для статистической обработки данных и работы с графикой, а также свободная программная среда научных вычислений с открытым исходным кодом. Имеет множество расширений (пакетов) для научных вычислений. Работает под Windows и Unix/Linux.

Maxima

Maxima — открытая система компьютерной алгебры.

Maxima имеет широкий набор средств для проведения аналитических и численных вычислений и построения графиков. По возможностям система Maxima близка к таким коммерческим системам как Maple и Mathematica. Это единственная из существующих систем аналитических вычислений, которая может работать на всех основных современных операционных системах на компьютерах, начиная от самых мощных вплоть до наладонных компьютеров.

Ссылки

Другие пакеты

Open_CASCADE и SALOME

Open CASCADE – это набор библиотек (в основном геометрических) и средств разработки ПО, ориентированного на 3D-моделирование.

SALOME – это открытая интегрируемая программная платформа для выполнения численных расчетов построенный на базе платформы Open CASCADE. Прежде всего Salome – это конечно-элементный пре- и постпроцессор, но он является ядром вычислительной системы, вокруг которого в настоящее время объединяется множество CAE решателей

Gmsh

Gmsh – трехмерный генератор сетки конечного элемента для CAD систем, а также постпроцессор. Поддерживает параметрический ввод геометрии и расширенные возможности визуализации. Gmsh содержит четыре модуля: подготовка геометрической модели тела, создание сетки конечных элементов, интерфейс для подключения внешнего решателя, а также постпроцессор с визуализацией результатов численного расчета. В частности, Gmsh хорошо интегрируется с финским пакетом конечно-элементного анализа Elmer и французским пакетом Code-Aster. В ПК Лира также реализован импорт конечноэлементной сетки Gmsh.

Python с библиотеками SciPy и NumPy

Python — высокоуровневый язык программирования общего назначения с акцентом на производительность разработчика и читаемость кода. Стандартная библиотека включает большой объём полезных функций.
Интересен в первую очередь библиотеками для научных и инженерных расчетов (NumPy,SciPy, PySparse, FiPy …)

NumPy — это мощное расширение языка Python, добавляющее поддержку больших многомерных массивов и матриц, вместе с большой библиотекой математических функций для операций с этими массивами.

SciPy — это открытая библиотека научных и инженерных программ для языка программирования Python. SciPy содержит модули для оптимизации, интегрирования, специальных функций, обработки сигналов, обработки изображений, генетических алгоритмов, решения обыкновенных дифференциальных уравнений и множество других. Для визуализации данных при использовании SciPy часто применяют библиотеку Matplotlib.

SMath Studio

Бесплатная программа для вычисления математических выражений и построения графиков функций. Программа интересна своей возможностью работы с файлами Mathcad (открытие и сохранение). Для работы необходима среда .NET Framework 2.0

Impact

Impact – программный комплекс для нелинейного динамического анализа методом конечных элементов. Написан на Java и может быть использована в разлиных операционных системах (Windows, Linux, Solaris, Unix и др.). Есть справка на русском и украинском языках. Поддерживает импорт геометрии с gmsh и и формат данных Nastran.

Графика

gnuplot

gnuplot1 — популярная программа для создания двух- и трёхмерных графиков.

gnuplot имеет собственную систему команд, может работать интерактивно (в режиме командной строки) и выполнять скрипты, читаемые из файлов.

Используется gnuplot в качестве системы вывода изображений в различных математических пакетах: GNU Octave, Maxima и многих других.

1 Авторский вариант написания названия программы – с маленькой буквы (gnuplot)

ImageMagick

ImageMagick – кроссплатформенный пакет программ для пакетной обработки графических файлов. Поддерживает огромное количество графических форматов. Может использоваться с языками Perl, C, C++, Python, Ruby, PHP, Pascal, Java, в скриптах командной оболочки или самостоятельно.




Связанные статьи

метки: , , ,

Последнее обновление: 18/07/2010; #63

категория: ,