FEPG综合介绍（来自飞箭软件公司）

linda

什么是FEPG

有限元程序自动生成系统FEPG(Finite Element Program Generator)为有限元分析和计算机辅助工程分析（CAE）软件平台。用户只需输入有限元方法所需的各种表达式和公式，即可由FEPG自动产生所需的全部有限元计算的源程序，包括单元子程序，算法程序等，免去了大量的繁琐的有限元编程劳动，保证了程序的正确性和统一性。

FEPG的开发思想是采用元件化的程序设计方法和人工智能技术，根据有限元方法统一的数学原理及其内在规律，以类似于数学公式推理的方式，由微分方程表达式和算法表达式自动产生有限元源程序。

FEPG适用于求解各种领域的各种工程与科学的有限元问题，突破了目前通用有限元程序只用于特定领域和特定问题的限制。广泛应用于石油化工，机械制造，能源，汽车交通，铁道，国防军工，电子，土木工程，造船，生物医学，轻工，地矿，水利，航空航天，日用家电等工业部门，尤其适合于各类学科的科学研究，也非常适合于高校进行有限元教学。

FEPG分为单机版 、网络版和并行版，单机版依次为FEPG1.0、FEPG2.0、FEPG2.2、FEPG3.0、FEPG4.0、FEPG4.2、FEPG5.0、FEPG5.2；网络版依次为IFEPG4.0、IFEPG4.2、IFEPG5.0、IFEPG5.2。并行版为最新推出的高性能计算 系统PFEPG，它结合了单机版和网络版的优势，解决问题的能力更强大。

无论什么样的有限元问题
FEPG都可由其微分方程表达式和算法表达式
自动生成全部有限元计算源程序

http://www.fegensoft.com/fepg.htm

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谁用FEPG

有限元研究人员
FEPG可由有限元研究者提出的算法与微分方程直接产生有限元程序，因此通过FEPG很容易获得所需的各种数值算例，用以检验算法与数学模型的正确性。

有限元应用人员
FEPG可快速生成各种工程与科学计算问题所需的有限元源程序。有限元应用者可将精力集中于自己的创新研究上，而不是繁琐的编程，项目验收时，还可提交由FEPG生成的有限元源程序，进行二次开发。

有限元教学人员
FEPG 可由微分方程表达式、算法表达式生成有限元源程序。有限元教学人员只要给出这些表达式，即可生成全部的有限元源程序。不仅能帮助他们理解有限元的概念，而且可以通过阅读生成的有限元程序了解有限元程序编写过程。FEPG不限学科和领域，教员在教学过程中可以结合专业所关心的有限元问题，让学生进行有针对性的程序生成练习。

有限元软件开发人员
FEPG 可以针对不同领域的问题，生成不同的有限元计算源程序。有限元软件开发者不仅可以省去大量编制有限元计算代码的时间，而且很容易与其它软件（如系统软件、设计软件、前后处理软件等）集成一体，这可极大地节省有限元软件的开发时间与成本，提高其产品性能与市场竞争力。

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系统结构

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功能特点

一个开放的有限元程序开发平台，适用于各种领域、各种有限元问题
       

可获得有限元问题的全部FORTRAN源程序
       

可以在数天甚至数小时内完成人们需要数月甚至数年才能完成的编程劳动
       

通过向导AppWizard点击菜单就能从公式库获得你所需的全部有限元程序
       

VC风格的WorkSpace文件管理让你轻松自如地修改、重新生成和编译你的有限元程序
       

善于求解各种通用有限元软件难以求解的多学科、多物理场的非线性耦合问题
       

方便快捷的几何建模，性能卓越的网格生成，灵活丰富的图形输出
       

前后处理与分析求解的完美而自由的结合
       

求解器的自由选择和新式求解器的快速嵌入
       

支持从 PC 机到工作站到巨型机的各种平台
       

可在任何时候、任何地点通过互联网使用IFEPG(FEPG网络版)，只需数秒钟就可获得您所需的全部有限元源程序
       

FEPG网络版可大量节省软件购买费用、升级费用与管理维护费用
       

FEPG并行版可帮助用户生成并行程序，开展高性能计算
       

FEPG5.2新增功能

       ·增加有限体积法程序自动生成系统模块。
·增加结构力学公式库。
·增加pnsfile功能。用户处理多物理场耦合问题，只需填写pde文件。
·增加premate功能。用户只需修改材料参数和初值个数，无须关心数据结构即PRE文件的书写。
·增加多文件编辑器的Medit功能。
·增加打印输出单元信息的prte功能，无须手工修改。
·增加曲线直观显示和区域分层次显示的Graphic功能。
·增加fde、vde、pde、ges、fbc、gvs的特殊语法显示编辑功能。
·新增Linux操作系统下的单机版和网络版的客户端。

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前后处理

FEPG.GID采用西班牙CIMNE研究机构(International Center for Numerical Methods in Engineering)的GID作为FEPG前处理的模型建立、网格划分、条件施加,并用GID后处理功能作为FEPG计算结果的可视化。FEPG根据用户的问题类型生成相应的GID菜单和数据结构，并根据GID的后处理格式生成后处理文件。

FEPG与FEPG.GID之间可分可合，FEPG.GID可以生成FEPG分析计算所需的模型数据文件，FEPG计算后所生成的结果文件即为后处理文件，可由FEPG.GID读入后进行数据结果的图形显示和操作。两者之间的关系如下图所示：



FEPG.GID操作界面类似AutoCAD的使用风格，使用户可在很短的时间内掌握,如下图所示：

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前处理功能

几何模型的输入输出功能






创建几何模型功能



网格划分功能






[ 本帖最后由 linda 于 2007-4-6 19:14 编辑 ]

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后处理功能

云图



等直线图


矢量图


动画

*机构动载分析
http://www.fegensoft.com/DOWN/solid.rar

*温度场与流场耦合分析：
1、云图动画
http://www.fegensoft.com/DOWN/cfill_temp15s.rar

2、矢量图动画
http://www.fegensoft.com/DOWN/temp_vect.rar

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前处理建模实例


带插入歧管的容器建模实例
带插入歧管的容器在压力容器工业中应用广泛，对于带插入歧管的容器建模工作，其难点在于插入部分与容器的连接处理，而且要把整个模型处理为一个实体，以便于接下来的有限元网格划分和加载分析。
详情：http://www.fegensoft.com/DOWN/pre02.pdf


求罐接管建模实例
操作步骤
一、 创建小的基体
1、 创建外表面母线圆弧
i. 通过主菜单Geometry>Create>Arc
ii. 在Command命令输入行中输入1，0回车；1<45回车；0,1回车
详情：http://www.fegensoft.com/DOWN/pre04.pdf


三通管接头建模实例
三通管接头广泛应用于石油化工、煤气运输等行业中，对于如图1所示的三通管接头的建模工作，其难点在于三个方向管道相交部位的连接处理，而且还要把整个模型处理为一个实体，以便于接下来的有限元网格划分和加载分析。
详情：http://www.fegensoft.com/DOWN/pre05.pdf


北京蒙太因医疗公司样件造型操作
两种样件在0.1MPa外力的作用下，计算它的位移和应力分布及变形情况，它的外壳是聚乙烯材料，弹性模量为0.49-0.78Gpa，轴芯是铅合金材料，弹性模量为70Gpa，泊松比都是0.3。
详情：http://www.fegensoft.com/DOWN/pre01.pdf

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演示说明

固体力学
线弹性问题
       对如图所示的承受拉伸载荷的中心开孔正方形板进行线弹
性分析。正方形板边长100mm，中心孔半径为10mm,上下分别施
加100N的均布载荷,板的材料特性如下：杨氏模量200000N/mm2,
泊松比0.3，密度7.8×10-6Kg/mm3，研究板的受力和变化情况，
特别是小孔附近的应力集中现象。

由对称性只需计算1/4部分。

由对称性只需计算1/4部分。   
      使用公式库功能生成有限元计算程序
      修改前处理接口文件及填写材料参数
      前处理建模，加材料和初边值条件
      计算求解
      后处理显示结果



热传导

三维瞬态热传导

    一高为0.5m、底面边长为1m的长方体，初始温度为700K，然后 将其四周绝热，下底面温度保持为700K，而上底面暴露于300K的气 流中，气流与上底面间的表面传热系数均为24W/(m2·K)，长方体导热系数λ＝33W/(m·K)，比热c=4.8×102J/(kg·K)，密度ρ=7753kg/m3，热扩散率α＝5.6×10-6m2/s。试确定3个时刻后 长方体内的温度分布。


     填写pde、fde文件  
     填写gcn、gio文件
     由gcn生成前处理接口文件
     使用gcn功能生成有限元计算程序
     前处理建模，加材料和初边值条件
     计算求解
     后处理显示结果

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公式库内容

由公式生成有限元程序

公式库功能

用户点击菜单就可得到计算的全部Fortran源程序,傻瓜操作,简单易学
Workspace功能,列出有限元全部公式和源程序及其相关的操作命令
公式和由公式生成的源程序都可随意修改,生成用户所需的有限元程序
提供十种坐标系,用户可在任何一种坐标系下求解问题
用户可随时随地加入自已的公式库，扩充公式库的求解范围。

公式库内容

微分方程库

固体力学：一维，二维，三维弹性、弹塑性、粘弹性、大变形、刚塑性；
电磁场：一维，二维，三维静电场、静磁场、一维，二维时谐电磁场、瞬态电磁场；
结构力学：提供一维，二维，三维，杆单元，梁单元，板单元和组合结构计算单元，可以方便地生成膜单元、弯单元，提供处理斜约束的弹簧单元；
流体力学、岩石力学、热传导、渗流、数学物理。

形函数库

一维：2节点线单元，3节点线单元；
二维：4节点、8节点、9节点四边形单元，3节点、6节点三角形单元；
三维：8节点、20节点、27节点六面体单元，4节点、10节点四面体单元；

数值积分库

节点积分、任意多个高斯点积分；

算法库

线性、非线性/瞬态、稳态问题的各种算法；非线性问题的修正牛顿法；抛物方程的Crank-Nicolson格式；波动方程的速度格式和Newmark格式。

代数方程组求解库

只用内存的对称和非对称变带宽求解器；用外存的对称和非对称变带宽求解器；高斯-塞德尔迭代法求解器；超松驰迭代法求解器；共轭梯度法求解器；不完全LU分解预条件子共轭梯度法求解器。

十种坐标系

一维：直线坐标、极轴坐标、球轴坐标；
二维：直角坐标、极坐标、柱轴对称坐标、球轴对称坐标；
三维：直角坐标、柱坐标、球坐标。

由用户公式生成有限元程序

  一个有限元问题主要由两方面内容组成，一方面是物理模型，在数学上可归纳为微分方程表达式，另一方面是求解区域和边值条件，通称为几何建模。几何建模部分将由前后处理系统解决，此处仅研究偏微分方程表达式及其有限元解法。
    FEPG与现有的通用有限元程序系统不同，它的主要目标不是给出现有某些类型微分方程的求解库，而是提供一个有限元平台，用户利用这个平台，可由该问题的微分方程表达式及其求解算法得到他所需要的全部有限元计算程序，因此本系统也可叫做有限元生成器。下面将分别叙述如何书写微分方程表达式与算法表达式。

微分方程表达式

众所周知，有限元方法是基于变分原理或虚位移原理，本系统要求以虚位移原理的形式书写微分方程表达式。例如对于如下的Poisson方程

本系统的虚功方程表达式书写如下：
stif
dist=[u/x;u/x]+[u/y;u/y]+[u/z;u/z]

load=[ u ]*f(x,y)
第一段stif段落，书写Laplace算子表达式,其中[·;·]表示两个函数的内积，分号前的函数为未知函数或其导数（u/x表示u 对x的导数），分号后的函数表示未知函数或其导数的虚位移。
第二段load段落，书写方程的右端项。

作为有限元平台，应该对各种微分方程表达式，如对非线性的，时间依赖的，耦合的等各种微分方程表达式都可实现，到目前为止，尚未遇到不可用本系统表示的微分方程表达式。不仅如此，本系统还允许用户采用张量运算（即下标求和形式）和算子运算表达式来表示虚功方程。因此与有限元书刊所采用的书写形式完全一致，十分简练和清晰，（有兴趣的读者可参阅首页中FEPG各种领域算例）。

算法表达式

这里所说的算法是指求解偏微分方程的计算方法。它包括非线性微分方程如何线性化，时间依赖问题如何对时间离散，以及非线性问题迭代过程的步长（即松驰因子）和精度的控制等等。对于多物理场的耦合问题还要考虑各种场的先后迭代和耦合过程。
FEPG系统把算法分解为两部分，第一部分主要描述单物理场的算法，即求解一个偏微分方程组的算法。第二部分是描述多物理场耦合问题的算法。下面分别叙述这两种算法。

单物理场算法表达式：

对于单物理场的有限元离散，最核心的问题之一就是如何导出其相应的线性代数方程组（即方程组的系数矩阵及其右端项），下面以两个例子说明这些表达式的书写形式。
例1、用crank-Nicolson格式求解抛物型方程，其表达式为：
matrix=[S]*dt/2+[M]
forc=[F]*dt-[S]*[U1]*dt/2+[M]*[ C]

第一个表达式表示代数方程组的系数矩阵，第二个表达式表示代数方程组的右端项。其中[S]为刚度矩阵。[M]为质量矩阵，[F]为微分方程的右端项，它们均由微分方程表达式部分给出其计算结果。其中dt为时间步长，[U1]为解[U]的初值（即上一时间步的值）。

例2、用速度法求解波动方程，其表达式为：
matrix=[S]*(dt/2)**2+[C]*dt/2+[M]
forc=[F]*dt*dt/2+[M]*[ U1]+[M]*[V1]*dt+[C]
*[ U1]*dt/2-[S]*[ U1]*dt*dt/4
其中[S]表示刚度矩阵，[M]表示质量矩阵，[C]表示阻尼矩阵。[U1]表示上一时刻已求出的广义位移，[V1]表示上一时刻已求出的广义速度，[F]表示荷载向量，dt为时间步长。

多物理场算法表达式：

多场耦合问题，一般由多个微分方程组组成，且各未知场函数之间相互影响。对此类问题，除了每一个物理场需要有一组微分方程表达式与单物理场算法表达式之外，还需要有一个能表示不同未知场函数之间的影响，以及求解顺序的控制等多物理场算法。
本系统将通过一个以GCN为扩展名的脚本文件（以下称为GCN文件）来描述多场耦合算法。下面是一个典型的GCN文件。
defi
a ell b &
b ell

startsin b
startsin a
solvsin b
solvsin a

它由两个段落组成。第一段落以关键字defi开头，然后给出各个物理场采用的单物理场算法及不同物理场之间的相互影响关系。例如本例子有a与b两个物理场，defi后面的第一行表示a场采用单物理场ell算法（此处是线性静态算法，可通过算法库得到），b场将影响（即耦合到）a场的计算，b场的计算也采用ell算法，但a场不影响b场的结果。
注意计算每一个物理场所采用算法既可以采用算法库的单物理场常用算法，也可以采用用户给出的算法。

第二段落以空行开头，给出有限元计算程序的命令流，本算例共有4条命令，第一条命令与第二条命令分别给出场a与场b的初始化，第三与第四条命令分别对a、b 场求解。此处把b场求解放在a场之前是因为a场的求解依赖于b场，而b场的求解与a场无关。另外这4条命令均有字符串sin，这里表示采用不存单刚的对称求解器。
读者若想了解更多的例子请参阅首页中FEPG各种领域的算例。

[ 本帖最后由 linda 于 2007-4-6 19:37 编辑 ]

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下载升级版            
    FEPG包括单机版和网络版，在此页我们提供FEPG网络版客户端界面程序，用户可以免费下载、安装，并可试用FEPG网络版。               
                    针对现有FEPG网络版用户，为节省下载时间，飞箭目前提供了容量较小的升级程序包，请老用户登录下载            

　            

运行平台	下载	安装说明书	下载地址说明
Windows	Ifepg5.2updation.rar	Ifepgsetup.rar	本地
Windows	Ifepg5.2updation.rar	Ifepgsetup.rar	CERNET

            

                   如网络连接不太稳定，建议使用分割文件下载形式，用户可分别下载到同一目录下解压使用
            

                               
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                  ifepg_update.part1.rar
            

                               
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                  ifepg_update.part1.rar

            下载完全版            
   新用户下载FEPG时请注意，FEPG5.2版本编译器环境分两种：workstation（FL32）或G77，用户根据自身情况选择合适的程序；同时为分开流量，公司提供两种服务器：飞箭服务器和CERNET服务器。为提高联接、计算和上传速度，请教育网用户登陆CERNET服务器。如果你在安装和使用过程中有问题，欢迎你联系我们。            

                           

运行平台	下载	安装说明书	下载地址说明
Windows/FL32	Ifepg5.2.exe	Ifepgsetup.rar	本地
Windows/FL32	Ifepg5.2.exe	Ifepgsetup.rar	CERNET
Windows/G77	Ifepg5.2.exe	Ifepgsetup.rar	本地
Windows/G77	Ifepg5.2.exe	Ifepgsetup.rar	CERNET

                          

            注意：安装前请详细阅读安装说明书。
                                由于文件较大，为方便用户和减少下载失败率，我们也提供分割文件的形式，将每一个文件分为几部分，用户可分别下载完毕放在同一目录下解压缩                        任意一个文件即可使用。
            

                               
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             FEPG5.2/FL32界面安装程序（new）   

                               
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             FEPG5.2/G77界面安装程序（new）
               

                               
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                  ifepg_setup.part1.rar                                

                               
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                  ifepg_setup.part4.rar
            　固体力学粘弹性公式库更新                        包下载:       
                                                        更新说明                                   windows单机版更新包                                 linux网络版更新包
                           你的计算机需要安装Adobe公司&#174;Acrbat&#174;                Reader&#174; 以便阅读PDF文件，登陆Adobe公司的网站免费下载最新的Acrbat&#174;                Reader&#174;

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FEPG(单机版)

系统简介:
    FEPG为各专业的研究人员创造了一门独特的有限元语言，为各学科领域的数值计算提供了极大的方便，这种语言可以节省90%以上的软件编写代码量。例如针对一个三维稳态热传导问题，            
           

	登录/注册后可看大图

                
       
采用FEPG提供的有限元语言，用户只需填写下面简单的文件（斜体为注解），FEPG可生成全部生成有限元计算源代码。        
    disp        u                               u代表未知函数名,此例用来代表温度。        
    coor        x y z                            给出总体坐标系下的坐标变量X，Y，Z        
    shap        c 8                              c表示六面体单元，8表示八节点单元，        
    也可相应替换为w        4 （四面体四节点单元）等        
    gaus        2                                给出每个方向上积分点的个数        
    mate        ek q                      ek,eq为材料参数名，后面可给定相应值        
                
    stif                                   给出刚度矩阵        
    dist=+[u/x;u/x]*ek        +[u/y;u/y]*ek +[u/z;u/z]*ek  对应于方程中的左端项        
    load=+[ u ]*q                           给出载荷向量，对应于方程中的右端项        
                
    end                                  结束符        
                
               应用该描述文件，FEPG单机版软件即可帮助用户生成计算程序，大大节约了用户进行数值计算时所花费的时间。                
    功能简介：
       单元子程序自动生成
         算法程序自动生成
         耦合场问题的程序自动生成
                   Windows风格的用户界面.
                 FEPG.GID有限元前后处理交互系统
       固体、流体、电磁、传热、结构、渗流等问题公式库
      版本说明：        
   

系统和编译环境	Windows 平台	Linux平台
Powerstation编译器	√	-
Digital FORTRAN编译器	√	-
G77编译器	√	√

    运行环境：
             硬件
         主机:Pentium            III     550以上处理器
         存储器:
               1. 内存≧128M
             2. 硬盘≧8G
             3. 显存≧4M
            显示器：分辨率至少800×600。
          软件
           操作系统：Windows        2000/Windows XP/Windows NT/Linux
               Fortran编译器系统：Powerstation        Fortran 4.0/G77
FEPG(单机版)

linda

IFEPG(网络版)

系统简介：

   

  IFEPG（Internet Finite Element ProgramGenerator)是北京飞箭软件有限公司有限元自动生成系统（FEPG）的网络版本，可以实现有限元FORTRAN源程序的在线自动生成，该版本为全球第一个互联网有限元软件，用户可在任何时候，任何地方，采用任何一台计算机，通过互联网来使用这一系统，只需给出所要求解的有限元问题，就可得到所需全部有限元程序，并把这些程序传送到世界上任何一台计算机上进行编译和运行，直至获得计算结果。版本有IFEPG4.0、IFEPG4.2、IFEPG5.0、IFEPG5.2。

           

                               
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系统思想：

   

  北京飞箭软件有限公司敏锐地觉察到了软件业这一革命性的变革，把有限元程序自动生成的技术特点与互联网技术结合一起，成功地开发了在线生成有限元程序IFEPG(Internet Finite Element ProgramGenerator)，真正实现了应用软件的网上互动式服务，开创了网上计算的一种新模式，为工程与科学计算领域中需要有限元分析计算的个人和企业用户带来了更大的解决问题能力，为高校中的有限元教学与科研提供了目前最佳的解决方案。这一系统的基本思想如下（图示）:
            
       把用户在有限元计算中所使用的公式,主要是微分方程表达式和算法表达式等,通过网络传送到服务器端(其通信量很少,即时可传到).
      
       在服务器端根据用户的公式通过有限元程序自动生成系统(FEPG，获国家科技进步二等奖)产生全部有限元程序.
      
       把生成的全部源程序,由服务器送回客户的计算机.这一部分的通信量也不大,一般不超过100K字节.在我国窄带宽的条件下,传输时间也不长(一般在10秒钟以内),用户是可接受的.
      
       在客户端编译和运行用户所需的全部有限元程序及其图形显示.

      

                               
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   该系统所采用的软件自动生成系统与互联网相结合的技术，不仅适用于有限元，也适合于工程与科学计算的其他领域（例如有限元差分法、有限元体积法等）。它是互联网时代软件发展的一个重要方向。

      

系统特点：

   

•         
  最理想的软件使用方式
          用户可在任何时候,任何地点,通过互联网使用IFEPG,生成他所需要的全部有限元程序,并且可以把这些程序传送到世界上任何一台计算机上进行编译和运行,获得用户所需的结果。这正是人们梦寐以求的公认的网络时代最理想的软件使用方式。
          　
•         
  极低的网络通信
  用户只需把有限元计算中所使用的公式,主要是微分方程表达式和算法表达式等,通过网络传送到服务器端其通信量很少,即时可传到服务器然后内服务器生成针对该问题的全部有限元程序，其源程序的代码量很少，一般不超过100k字节，服务器只需数秒钟时间就可完成这些程序的生成和传输。
          　
•         
  维护简单、升级方便
          传统做法是软件维护升级需逐个计算机进行，这种做法费时费力。FEPG网络版维护，升级在服务器端一次完成，免去维护升级的诸多不便。
          　
•         
  极小的服务器负荷　
          传统做法是有限元计算在服务器端进行，计算量大，多用户使用会造成难以忍受的等待。FEPG网络版服务器端只管生成程序不管计算，生成程序1秒钟内即可完成；计算在客户端，不占用服务器。

   

系统使用：

   

•         
  使用需知：
          保证您的计算机与Internet相连,操作系统为Windows9X/NT4.0/2000；
          　
•         
  使用方法：
          下载IFEPG客户端程序；
          运行fepgsetup.exe将安装文件解压缩到任意临时目录；
          在上述临时目录中运行setup.exe，按照界面提示完成IFEPG的界面安装；
          使用IFEPG应首先安装FORTRAN编译器。

linda

PFEPG(并行版)

系统简介:
              面对工程实际应用中日益增长的复杂高性能计算问题，你是不是在为没有量身度作的分析软件而烦恼？飞箭公司特地为高性能计算领域的专家们准备了最好的应用平台—— PFEPG，让你从单机到并行只需一条命令。
              使用单CPU计算机通常只能求解数十万阶方程，使用多CPU并行机可求解数百万甚至更高阶方程。为单CPU编写的有限元程序无法在多CPU并行机上运行，并行机的有限元程序要比单CPU程序复杂得多，编写更加困难，需要更多的时间。PFEPG可以帮助用户实现大规模有限元计算。        
                极易的使用方式       
              根据相同的有限元公式，PFEPG既能生成单CPU的有限元程序，也能生成多CPU的并行有限元程序。        
                并行机的自由选择       
              由PFEPG生成的并行有限元程序既可以回传给客户机编译运行，也可以传送到世界上任何一台并行机上编译运行。        
             并行环境的自动适应   
       PFEPG能适应各种并行机（包括由PC机或工作站搭建的并行平台），各种Unix/Linux操作系统。        
               开放灵活的求解器       
       PFEPG基于区域分裂和自动分区算法，本系统为用户提供了若干并行求解器，也很容易嵌入其它求解器。        
   

                                                                                            

                               
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    功能特点:
    PFEPG（Parallel           Finite Element Program Generator）如何在众多并行软件中脱颖而出？           从PFEPG的研发历程           ，我们可以发现PFEPG的后发优势，正是由于很多通用并行有限元软件的不足，才促使了PFEPG的创新与发展。相对于其它商业并行软件，其关键性特点有：   
     自动生成：        
    系统的最大特色，也是继承了FEPG的优势功能。用户只需输入有限元方法所需的各种表达式，即可           由PFEPG系统自动产生并行有限元计算的全部源程序，免去了大量的繁琐的编程劳动，大大降低了并行有限元程序和软件对程序编制人员的要求。并容易保证程序的正确性和统一性。
    有限元程序：
    这也是继承了FEPG的优势功能，对于用户的意义在于：           可以突破学科和领域的界限，只要是有限元           方法可能解决的问题，都可以采用本系统计算，尤其在非线性和多物理场耦合的复杂情况，PFEPG有其独特的优势。
    注：流体计算方面还结合了传统的有限体积法和有限差分法。
    并行计算：
    同时，PFEPG可以根据用户的有限元表达式由计算机自动产生基于区域分解法的并行有限元计算源代码，程序可扩展性好，对cpu数没有限制，对节点数和自由度数           也没有任何限制。        
    开放源代码：
    由PFEPG生成的程序易于阅读，易修改，从而保证了软件的再用性和易维护性。           它可以根据方程和算法文件自动生成计算所需Fortran源程序，并且，所有计算源程序对用户完全公开，您可以修改编辑和重新生成。        
    宽运行环境：
    w                PFEPG对于并行硬件环境适应面宽，几乎所有并行机包括大规模并行处理机（MPP，Massively           Parallel Processor）、机群（Cluster）、分布式共享存储多处理机（DSM，Distributied           Shared Memory）、甚至自己使用PC机组建的“高性能计算机”等等，PFEPG都可以稳定运行于任何一台并行机上进行编译链接和计算。                    
    w                对软件操作系统没有任何特殊要求，可以是Unix或者Linux              
    高性价比：
    与国外知名软件相比，PFEPG的性价比在业内领先，由于对           软硬件环境的适应性强，用户可根据情况选择合适的解决方案，同样的价格得到更高的计算能力。   
                            已有的客户使用情况    ：
                国内运行情况
    由本系统生成的并行程序可以运行在各种体系和结构的并行机上。目前本系统已经为工程应用和实际研究中发挥了作用。到目前为止，PFEPG已经顺利通过测试和运行的并行机有：              
    n                中科院网络中心的联想深腾6800，实测速度每秒4.183万亿次，峰值速度超过每秒5万亿。              
    n                中科院数学所的联想深腾1800，512           CPU。                           
    n                上海超级计算中心曙光4000A，世界500强第10名。64位处理器，640个节点           ，每节点4
  处理器，10万亿次，利用率80% 。                    
    n                南开大学IBM（南开之星）              
    n                800CPU，400节点，实测计算能力3.231万亿次每秒，实测效率达68.74%。              
    n                山东大学浪潮天梭10000，1024+节点，2046+处理器。              
    n                “有限元并行程序自动生成平台”研究项目PC机群。              
    n                中科院研究生院地球物理实验室搭建的16节点PC-cluster平台。              
    n          武汉大学组建的浪潮服务器机群。
                        海外应用情况        
       

           下图为加拿大国家地质调查局太平洋地学中心和飞箭公司合作完成的一个粘弹性力学模型。用来模拟位于美国和加拿大西部的Cascadia俯冲带因地震而引起的变形。该模型采用在球坐标系下的27结点单元，共用48000个单元,402661结点。
　

       

                           file:///E:/fegenweb2005-cn/docs/Cascadia_model.jpg

       

                                          地震发生300年后位移的分布

       

加拿大国家地质调查局太平洋地学中心，日本JAMTEC，以及飞箭公司合作完成的热和流体耦合的数值模型。该模型用来研究位于日本西南地区的俯冲带附近因板块俯冲而带动的在地幔中的Stokes流与温度耦合的情况。该模型采用27结点的单元,共有780000个单元,6402453个结点。

       

       

                               
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温度的分布以及相应的剖面图      

                            并行环境系统配置    ：           
    关于并行的硬件环境：
                  几乎所有并行机，如：大规模并行处理机、机群、分布式共享存储多处理机（DSM,   Distributed Shared         Memory），对于没有并行机的单位，我们建议采用PC Clusters机群的形式，这里有两种情况：
                                   
    一种，单位有多台PC机，我们要求有千兆网络，和千兆交换机。              
    二种，单位没有现成的PC机，建议购买64Bit         PC机器，                  如Intel           准64位机器或AMD           64Bit机器。        
    关于并行的软件环境：        
            Linux操作系统，试过Fedora core 2.0。                    
    Mpich并行环境              
    Pfepg并行库             
    用户反馈：            
             中国科学院计算机网络信息中心超级计算中心
             上海超级计算中心
             南开大学数学学院      南开之星

linda

有限元程序自动生成系统(FEPG5.2)报价单   

产品名称		使用范围	单              价                                (万元/套)	说              明
有限元程序自动生成系统网络版	高校科研方案	高校/科研院所           局域网		9.5	面向高校/科研院所有限元教学和科研工作者；没有网格节点限制的用户数3个；图形交互式前后处理器；用户端界面windows和Linux两种版本可供选择，一年免费维护。每增加一个用户数增加1.0万元。
	企业方案	企业（包括企业下设的研究所、设计院）		22	没有网格节点限制的用户数5个；图形交互式前后处理器；用户端界面windows和Linux两种版本可供选择，一年免费维护。每增加一个用户数增加1.2万元。
有限元程序自动生成系统并行版		学校、院系、所和企业	24	没有网格节点限制的用户数3个；用户端界面windows和Linux两种版本可供选择，每增加一个用户数增加1.2万；支持4CPU的并行计算，在此基础上每增加一个CPU的并行计算能力增加1万元。
有限元程序自动生成系统单机版		科研单位研究人员           （单体系统）	4.8	面向个人用户，图形交互式前后处理器，           windows和Linux两种版本可供选择，没有网格节点限制。（5套以内，从第二套到第五套按定价的75%优惠，五套以后每套按50%优惠。）
		企业（包括企业下设的研究所、设计院）			6.8
软件版本升级				单机版、网络版软件版本差价的40%	见FEPG5.2级说明
FEPG5.2升级说明			●                   增加有限体积法程序自动生成系统模块。                               ●                   增加pnsfile功能。用户处理多物理场耦合问题，只需填写pde文件。           ●                   增加premate功能。用户只需修改材料性质和初值个数，无须关心数据结构。           ●                   增加多文件编辑器的Medit功能。                               ●                   增加打印输出单元信息的prte功能，无须手写程序。           ●                   增加曲线直观显示和区域分层次显示的Graphic功能。           ●                   增加fde、vde、pde、ges、fbc、gvs的特殊语法显示编辑功能。                               ●                   新增Linux操作系统下单机版、网络版客户端。

    北京飞箭软件有限公司销售部         2005年3月