C, oder Comprehensive Computational Community Code, ist eine fortschrittliche Forschungscode-Suite, die für die Simulation von Multiphysik-Problemen entwickelt wurde. Hier sind einige wesentliche Details über diese Software:
- Ziel und Anwendung: 4C ist darauf ausgelegt, eine Vielzahl von physikalischen Problemen durch numerische Methoden der Kontinuumsmechanik zu adressieren. Es wird hauptsächlich für Forschungszwecke genutzt und ist nicht für sicherheitsrelevante oder sicherheitskritische Berechnungen geeignet.
- Methoden und Technologie:
- Der Großteil von 4C basiert auf der Methode der finiten Elemente (FEM), aber es umfasst auch andere Diskretisierungsmethoden wie die diskontinuierliche Galerkin-Methode (DG), Partikelmethoden und maschinenfreie Methoden.
- Die Software ist in C++ implementiert, verwendet moderne Software-Designprinzipien und ist mit MPI für parallele Ausführung auf verteilten Speichersystemen parallelisiert.
- Entwickler und Gemeinschaft:
- 4C wurde unter anderem vom Institute for Computational Mechanics der Technischen Universität München entwickelt und ist Teil des HiRSE-Projekts (Helmholtz Institute for Radiation and Nuclear Physics).
- Es gibt eine enge Zusammenarbeit mit der deal.II-Community, einer C++-Bibliothek, die 4C als Basis für seine finite Elemente-Backend, lineare Algebra und Parallelizierung verwendet.
- Funktionalität:
- Die Software unterstützt die Erstellung von 3D-Modellen für Simulationen, die von der Materialforschung bis zur Medizintechnik reichen. Beispiele umfassen die Simulation von Flüssigkeitsstrukturwechselwirkungen, die Modellierung von Herzaktivität und additive Fertigung.
- Eingabedateien (.dat) werden benötigt, um Simulationen zu starten, und es gibt verschiedene Möglichkeiten zur Erzeugung dieser Dateien, einschließlich detaillierter Anleitungen in der Benutzerdokumentation.
- Zugänglichkeit und Nutzung:
- 4C ist open-source und kann über GitHub abgerufen werden, wo auch das Quellcode-Repository und Anleitungen für den Aufbau und die Nutzung der Software zur Verfügung stehen.
- Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass 4C für Forschung in der numerischen Methodenentwicklung gedacht ist und nicht für kommerzielle oder sicherheitsrelevante Anwendungen.
- Veröffentlichungen und Dokumentation:
- Es gibt zahlreiche wissenschaftliche Veröffentlichungen und Dokumentation, die die Methoden und Anwendungen von 4C beschreiben, sowie eine Verhaltenskodex für alle beteiligte Personen und Aktivitäten.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass 4C eine leistungsstarke und flexible Forschungswerkzeugkiste ist, die sich auf die Simulation komplexer physikalischer Systeme spezialisiert hat und durch ihre Integration mit anderen bekannten Bibliotheken und Softwareprojekten in der HPC-Welt (High Performance Computing) stark ist.
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