יישום שיטות Finite Elements באמצעות Numpy Arrays ו-Sypy Sparse Matrices

שיטות יסוד Finite Element (FEM) משמשות רבות לפתרון בעיות הנדסיות מורכבות ופיזיות. יישום FEM דורשות ביעילות שימוש יעיל במבנים נתונים וספריות מספרריות.שימוש במערך NumPy ובמטמים מלוחים SciPy יכול להתאים את התהליך חישובי ולהקטין את השימוש בזיכרון.

יסודות שיטת Finite Element

FEM מחלק תחום בעיות גדול לחלקים קטנים ופשוטים יותר הנקראים אלמנטים.אלמנטים אלה קשורים בצומת, והשיטה כוללת שילוב של מערכת גלובלית של משוואות כדי להשוות את הפתרון.הצעדים המרכזיים כוללים דור מרש, פורמולה, התאספות ופתרון המערכת.

שימוש ב- NumPy Arrays for Element Calculations

מערך NumPy מספק דרך מהירה ויעילה לביצוע פעולות מספריות על אלמנט מגרות וקטורים.הם להקל חישובים וקטורים וקטורים, החיוניים להפצת המערכת העולמית וליישום תנאי גבול.

« « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « «

פורמטי המטריקס העצומים של SciPy, כגון CSR (Compressed Sparse Row), אידיאליים לאחסון ממטריקס הקשיח הגלובלי.הם להפחית באופן משמעותי את צריכת הזיכרון ולשפר את היעילות של פעולות ממטריקס, במיוחד עבור בעיות בקנה מידה גדול.

הטמעת Workflow