Lib.rs

A Rust库，用于使用有限元方法（FEM）构建高级应用程序。

虽然Fenris主要针对计算机图形中的固体力学进行了开发，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正与我们的几个正在进行中的学术项目一起大量开发，其总体目标是支持我们的研究工作。

我们的目标是于2022年重新设计、编写文档并完善该库以供外部用户使用。在其当前状态下，不建议一般使用 Fenris。我们目前没有任何API稳定性，文档严重不足，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版本中完全删除。

目标

Fenris旨在为Rust中高级有限元计算提供一个开源、可组合、灵活且性能优异的库。

Fenris主要作为C++有限元库的替代品。使用Fenris，用户可以利用Rust提供的显著的生产力提升，Rust是一种具有一流依赖关系管理系统和革命性内存安全、高性能系统编程模型的现代编程语言。

本声明源于我们自己在 Rust 中编写有限元（FEM）代码的经验：不再需要花费数小时与 CMake 打交道来集成外部库。此外，Rust 使用的表达类型系统和借用检查模型鼓励编写无 Footguns 的良好设计，这些 Footguns 与（即使是现代的）C++ 相关联。也许更重要的是，Rust 中发现的出色的泛型特性和类型系统——重要的是它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，并在生成的文档中自动且正确地表示。

简而言之，我们发现 Rust 允许我们花更多时间解决有趣和复杂的问题（有趣的部分），而花较少时间处理由语言缺陷引起的辅助问题（讨厌的部分）。

技术目标摘要

• 提供二维和三维中各种几何形状的低阶和高阶标准拉格朗日元素（至少包括三角形、四边形、四面体和六面体）。
• 高性能的共享内存并行化，用于组装。
• 可组合的架构：高级功能是通过较低级功能的组合构建的。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，使其在不同的元素、维度和算子上工作。
• 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 的目的不是与 FEniCS 或类似库竞争，这些库允许用户提供偏微分方程（PDE）的高层弱形式。相反，Fenris 面向需要较低级功能的用户，可能与 deal.II 类似。
• Fenris 本身不提供求解（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。
• 我们目前没有计划支持分布式计算或 GPU 加速。

出版物

Fenris 的早期版本被用于以下学术论文的相关代码

• 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)。
  《变形固体的高阶时间积分》. 在 Computer Graphics Forum（第 39 卷，第 8 期，第 157-169 页）。

贡献

除了一些小的错误修复或更改外，我们目前不接受源代码贡献。然而，我们很乐意鼓励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。

我们有一些未实现计划，这需要大量重构库的某些部分。一旦库处于更稳定的状态，我们将非常感激社区的贡献。

许可协议

Fenris 在 MIT 许可协议和 Apache 许可协议（版本 2.0）的条款下分发。有关详细信息，请参阅 LICENSE-APACHE 和 LICENSE-MIT。提交 pull request 被视为同意这些许可条款。

lib.rs:

fenris 的固体力学功能。