Lib.rs

一个用于构建使用有限元方法（FEM）的先进应用的Rust库。

尽管Fenris是在计算机图形学中特别强调固体力学的情况下开发的，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与我们的几个正在进行中的学术项目一起得到了大量开发，总体目标是支持我们的研究工作。

我们的目标是于2022年对库进行重构、文档化和精炼，以供外部用户使用。在其当前状态下，Fenris不建议用于通用用途。我们目前没有任何API稳定性，文档严重不足，并且只有库的一部分得到了广泛的测试。此外，库的一些部分可能会在未来的版本中完全删除。

目标

通过Fenris，我们旨在提供一个开源的、可组合的、灵活的、高效的Rust库，用于高级有限元计算。

Fenris主要作为C++有限元库的替代品。使用Fenris，用户可以利用Rust带来的显著的生产力提升，Rust是一种现代编程语言，具有一流的依赖关系管理系统和内存安全、高性能系统编程的革命性模型。

这一声明是基于我们自己在Rust中编写FEM代码的经验：不再需要花费数小时与CMake斗争以集成外部库。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，这些设计避免了与（即使是现代的）C++相关的大量陷阱。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，并在生成的文档中自动、正确地表示。

简而言之，我们发现Rust使我们能够将更多时间花在解决有趣和复杂的问题（有趣的部分），而不是花在处理由语言缺陷引起的大量辅助问题上（令人讨厌的部分）。

技术目标概述

• 提供多种几何形状（至少包括三角形、四边形、四面体和六面体）在2D和3D中的低阶和高阶标准拉格朗日单元。
• 高效的共享内存并行化，用于组装。
• 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。
• 促进通用编程：编写一次代码，使其能够在多个不同元素、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无意与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。相比之下，Fenris针对需要低级功能的用户，可能更类似于deal.II。
• Fenris本身不提供解决（非）线性系统的功能，只提供组装（作为标量/向量/矩阵）和应用离散算子的功能。
• 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相关的代码

• 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)。
  《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

除了微小的错误修复或更改外，我们目前不接受源代码的贡献。然而，我们欢迎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。

我们有多个未实现计划，需要重写库的某些部分。一旦库达到更稳定的状态，我们将非常感谢社区的贡献。

许可证

Fenris根据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。打开pull请求被视为同意这些许可条款。