Lib.rs

一个用于构建具有有限元方法（FEM）的高级应用的Rust库。

尽管Fenris是在计算机图形学中的固体力学方面专门开发的，但它是一个高度通用和灵活的库，适用于许多其他领域。

状态

截至2021年10月，Fenris在我们的一些正在进行的研究项目的同时得到了大量开发，我们的总体目标是支持我们的研究工作。

我们的目标是于2022年在对库进行重构、编写文档和润色后，为外部用户提供。在其当前状态下，Fenris不推荐一般使用。我们目前不提供任何API稳定性，文档严重缺乏，并且只有库的部分内容经过了广泛测试。此外，库的一些部分可能会在未来的版本中完全删除。

目标

使用Fenris，我们旨在提供一个开源的、可组合的、灵活的、性能优异的Rust库，用于高级有限元计算。

Fenris主要用于作为C++ FEM库的替代品。使用Fenris，用户可以利用Rust提供的显著的效率提升，Rust是一种具有一流的依赖关系管理系统和革命性的内存安全、高性能系统编程模型的现代编程语言。

这种说法源于我们在Rust中编写FEM代码的经验：不再需要花费数小时与CMake纠缠以集成外部库。此外，Rust采用的类型系统和借用检查器模型鼓励良好的设计，避免了与现代C++（甚至现代）相关的无数陷阱。也许更重要的是，Rust中发现的出色的泛型特质系统——它重要的是在编译时进行类型检查——允许我们编写高度泛型的代码，其中显式的不变量编码在类型系统中，并自动且正确地在生成的文档中表示。

简而言之，我们发现Rust使我们能够将更多时间用于解决有趣和复杂的问题（有趣的方面），而将更少时间用于处理由语言缺陷引起的辅助问题（烦人的方面）。

技术目标摘要

• 提供2D和3D（至少包括三角形、四边形、四面体和六面体）各种几何形状的低阶和高阶标准拉格朗日单元的集合。
• 为汇编提供高性能的共享内存并行处理。
• 可组合的架构：通过低级功能的组合构建高级功能。用户选择他们需要工作的级别。
• 促进泛型编程：编写一次代码，使其能够在多个不同的元素、维度和运算符上工作。
• 方便的I/O，目前以导出到VTK/VTU的形式，以便在ParaView中进行可视化。

非目标

• Fenris的目标不是与FEniCS或类似库竞争，这些库允许用户提供偏微分方程的高阶弱形式。相反，Fenris针对需要低级功能的使用者，可能与deal.II类似。
• Fenris本身不提供解决（非）线性系统的功能，仅提供组装（作为标量/向量/矩阵）和应用离散算子的功能。
• 目前我们没有计划支持分布式计算或GPU加速。

出版物

Fenris的较早版本被用于以下学术论文的代码

• Longva, A., Löschner, F., Kugelstadt, T., Fernández-Fernández, J. A. & Bender, J. (2020). 嵌入式模拟的高阶有限元. ACM Transactions on Graphics (TOG), 39(6), 1-14。
• Löschner, F., Longva, A., Jeske, S., Kugelstadt, T. & Bender, J. (2020)。
  可变形固体的高阶时间积分. 在Computer Graphics Forum (Vol. 39, No. 8, pp. 157-169)。

贡献

除了微小的错误修复或更改外，我们目前不接受源代码贡献。然而，我们乐于接受勇敢的用户尝试我们的库，并在我们的问题跟踪器上报告问题。

我们有一些尚未实现的计划，需要大量重写库的部分。一旦库处于更稳定的状态，我们将非常感激社区的贡献。

许可证

Fenris以MIT许可证和Apache许可证（版本2.0）的条款分发。有关详细信息，请参阅LICENSE-APACHE和LICENSE-MIT。提交拉取请求被视为同意这些许可条款。