Узкоспециализированные пакеты

Parametric Surface Creator

Программа предназначена для наглядного представления геометрических объектов, описываемых параметрически задаваемыми поверхностями, таких как сфера, тор, лента Мёбиуса и прочие. Для описания объектов используется Паскаль-подобный язык с поддержкой всех стандартных математических функций языка Паскаль и нескольких дополнительных. Полученный объект отображается в векторной форме с использованием оригинального алгоритма растеризации векторов, позволяющим получить плавное и естественное изображение даже на низком разрешении монитора и не требующим никакой аппаратной поддержки. Возможен экспорт изображения в BMP файл.

Surfer - программа для создания трехмерных поверхностей. Коммерческие программы-симуляторы для задач с преобладанием "логических аспектов": AutoMod, Process Model, SIMFACTORY и др.

пакет Simulink, ориентированный именно на задачи имитационного моделирования.

gnuplot ¹ – 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. 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.

Узкоспециализированные пакеты это автономные программы моделирования узкоспециального назначения.

Это программы, которые нужны лишь достаточно ограниченному кругу специалистов, работающих в узких областях. Количество таких программ, реально используемых в России, достаточно велико. Затруднения, связанные с их применением, имеют следующие основные направления:

- отсутствие русификации или некачественная русификация;

- отсутствие русифицированной документации и помощи;

- несовпадение библиотек элементов, включенных в программные средства, и тех, которые используются в России.

Отметим, что найти такие специализированные программы моделирования через обычные поисковики в Интернет по сочетаниям ключевых слов может быть достаточно затруднительно. В то же время если потенциальному пользователю известно название программы, то выйти на сайт производителя достаточно просто.

Могут быть полезны также каталоги программного обеспечения, где материал сгруппирован по функциональным направлениям использования (например, фирмы Softline), а также профессиональные периодические издания, в т.ч. и компьютерного направления. Однако в этих источниках встречаются только программные средства профессионального класса.

В то же время в открытом доступе (freeware) по ряду тематических направлений находится достаточно много программных средств, которые могут быть полезны для решения некоторых задач моделирования. Однако эта информация в Интернет часто плохо структурирована и потому труднодоступна. Вероятно проще всего "выйти" на нужную программу моделирования можно с соответствующего специализированного сайта, где имеется подборка необходимых ссылок.

Разработаны также специальные пакеты для решения широкого круга задач или даже отдельных задач, К ним, в частности, относятся отечественные пакеты «Эвриста», «Мезозавр», «Олимп», «КЛАСС-Мастер», «КВАЗАР», PALMODA, STARC, STAT-Media и белорусский пакет «РОСТАН».

Пакет TC WIN позволяет детально проводить парный регрессионный анализ. Особенностью этого пакета является то, что математическое описание экспериментальных данных можно выполнить при помощи не скольких сотен математических моделей. Пакет позволяет исследователю самостоятельно формировать собственные математические модели. Для этого предусмотрена процедура создания функции пользователя. Пакет TC WIN обладает широкими графическими возможностями отображения эмпирических данных и графиков выбранных моделей.
Пакет 3D TC WIN‚ расширяет возможности предыдущей программы и позволяет аппроксимировать двухфакторные зависимости (для функциональных зависимостей речь идет о двух аргументах).

Пакет 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 – 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 ­ – ­­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. 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 – 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.