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pdelib - Algorithmen und Softwarekomponenten für die numerische Lösung partieller Differentialgleichungen

  Bearbeiter: J. Fuhrmann , H. Langmach , Th. Koprucki , I. Schmelzer  

Beschreibung der Forschungsarbeit:

Im Rahmen dieses Projektes wurde pdelib , ein System von Softwarekomponenten für die numerische Lösung partieller Differentialgleichungen, in enger Zusammenarbeit mit den Anwendern weiterentwickelt. Das Konzept pdelib wurde auf dem GAMM-Seminar zum Thema Concepts of Numerical Software vorgestellt [1].

Softwareentwicklung.


Der objektorientierte und zugleich modulare bottom-up-Entwurf von pdelib ermöglicht eine hohe Wiederverwendbarkeit einzelner Teilkomponenten. Die Wiederverwendbarkeit von objektorientierter Software ist auch Ziel der Methodik der Design Patterns nach Gamma [2]. Eine Analyse (vgl. [1]) von pdelib mittels dieser Methodik hat zu weiteren Verbesserungen der Schnittstellen beigetragen. Zugleich lassen sich hieraus Strategien für eine konsequente Weiterentwicklung ableiten.

Neben der Pflege bestehender Komponenten sind folgende Erweiterungen zu nennen: die Schnittstelle zur Skriptsprache lua , die Anbindung der Gitterverwaltung des adaptiven Finite-Elemente-Programms ALBERT , die Anbindung von Eigenwertproblem-Solvern aus LAPACK.

Die Skriptsprache lua [3] ermöglicht im Anwendungsprogramm ein komfortables Set-up aller Parameter sowie die Realisierung von kommandogesteuerten Simulatoren. Die Schnittstelle zu lua wurde so entworfen, daß diese als Ausgangspunkt für eine CORBA-konforme Objektverwaltung dienen kann. Prinzipiell ließen sich auf dieser Grundlage im Rahmen industriefinanzierter Auftragsprojekte graphische Benutzeroberflächen realisieren.

Auf der Basis von pdelib-Komponenten wurden im Institut u. a. folgende Projekte bearbeitet:

Zur besseren Unterstützung der Projekte wurden die wiederverwendbaren Problembeschreibungsklassen sysconlaw (siehe S. [*]) und hamilton bereitgestellt.

Projektliteratur:

  1.   J. FUHRMANN, TH. KOPRUCKI, H. LANGMACH, pdelib: An open modular tool box for the numerical solution of partial differential equations. Design patterns, erscheint in: Proceedings of the 14th GAMM Seminar on Concepts of Numerical Software, January 23-25, 1998, Notes on Numerical Fluid Mechanics, Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig/Wiesbaden.
  2.   E. GAMMA, R. HELM, R. JOHNSON, J. VLISSIDES, Design patterns. Elements of reusable object-oriented software, Addison Wesley Longman, Bonn, 1994, pp. 1-395.
  3.   R. IERUSALIMSCHY, L. H. DE FIGUEIREDO, W. CELES Lua - an extensible extension language, in: Software Practice & Experience, 26 1996, No. 6, pp. 635-652.

    URL: http://www.tecgraf.puc-rio.br/lua/.


 
Abb. 1: Struktur von pdelib

\ProjektEPSbildNocap {13cm}{pdeliborg9bw.eps}



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7/30/1999