Forschungscode dockSIM
Idee | Zielgruppe
Der Forschungscode dockSIM wurde als Entwicklungsumgebung für eine schnittstellenbasierte Implementierung von numerischen Methoden (für die Klasse der Diskretisierungsverfahren) konzipiert. Im Fokus stehen dabei numerische Methoden zur Lösung von nichtlinearen und stark nichtlinearen Problemen. Neben den etablierten Methoden (z.B. FEM) sowie deren Erweiterungen, sind damit insbesondere auch neue und neuartige numerische Methoden gemeint, die sich nicht oder nur mit sehr großem Aufwand in existierende „single-method research codes“ implementieren lassen. Zudem können in dockSIM auch unterschiedliche numerische Methoden miteinander kombiniert bzw. gekoppelt werden.
Mit dem Forschungscode dockSIM wird Wissenschaftlern eine Plattform zur Verfügung gestellt, mit der das Entwickeln, Implementieren und Testen neuer numerischer Methoden möglichst schnell und einfach möglich wird.
Bibliotheken | Erweiterbarkeit
Mit dem übergeordneten Ziel eines sehr stark modularisierten Forschungscodes, wurde das Konzept der Bibliotheken bereits bei der Konzeptionierung des Codes konsequent umgesetzt. Die Flexibilität der zur Verfügung gestellten Schnittstellen ermöglicht es selbst weitreichende Code-Erweiterungen auf der Ebene von „normalen“ User-Schnittstellen umzusetzen. Neben den üblichen z.B. aus dem Kontext der FE-Codes bekannten Schnittstellen zur Einbindung eigener Elementformulierungen (UserElement) und eigener konstitutiver Gleichungen (UserMaterial), stellt dockSIM noch eine Vielzahl von weiteren Bibliotheken zur Verfügung. Dazu zählt auch eine spezielle Bibliothek für die Einbettung neuartiger numerischer Methoden.
Unabhängig davon kann bei der Erweiterung des Codes auf umfangreiche mathematische Funktionen zurückgegriffen werden, die u.a. auch über eingebundene externe mathematische Bibliotheken (z.B. MKL von Intel) bereitgestellt werden.
Programmiersprache
Der Quelltext des Forschungscodes wurde in 13 Einzelprojekte aufgeteilt, wobei 12 Projekte in C und 1 Projekt in C++ programmiert wurden. Der Code wird mit unterschiedlichen Compilern (Intel, Gnu, Microsoft) getestet und mit der Versionskontrolle Git verwaltet.
Historie | Entwicklerteam
Seit 2010 wird in den jeweiligen Arbeitsgruppen von Prof. Wackerfuß der Forschungscode dockSIM entwickelt bzw. weiterentwickelt. Die Hauptentwickler waren bzw. sind Jens Wackerfuß (seit 2010), Jonas Marczona (2010-2016), Florian Niederhöfer (2010-2016) und Jonas Boungard (seit 2015). Bei der bisherigen Entwicklung waren bzw. sind Wissenschaftler aus den Bereichen numerische Mechanik, Mathematik und Informatik beteiligt.
Finanzierung
Die Entwicklung des Forschungscodes dockSIM wäre ohne finanzielle Unterstützung nicht möglich gewesen. Unser besonderer Dank gilt der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die Projektförderung im Rahmen der Emmy-Noether Nachwuchsgruppe. Weitere Unterstützung erhielten bzw. erhalten wir über die Grundfinanzierung durch die Technischen Universität Darmstadt bzw. die Universität Kassel.
Verfügbarkeit
Der Forschungscode ist als „open-source Projekt“ geplant. Aus ressourcenbezogenen Gründen ist diese Philosophie derzeit noch nicht vollständig umgesetzt. Unser Interesse ist es, dass der Forschungscode auch von anderen Wissenschaftlern verwendet und weiterentwickelt wird. Diese Weiterentwicklungen sollen dann i.A. auch in die von uns administrierte Basisversion aufgenommen werden, damit so auch andere Wissenschaftler davon profitieren können.
Veröffentlichung
Das grundlegende Konzept des Forschungscodes dockSIM sowie Angaben zum Aufbau und zur Datenstruktur werden aktuell in einer Veröffentlichung zusammengefasst.
Seminare
In unregelmäßigen Abständen (und bei Bedarf) bietet das Entwicklerteam s.g. "dockSIM-Seminare" für Einsteiger und Fortgeschrittene an.
Kontakt
Wenn Sie neugierig geworden sind, mehr über dockSIM erfahren wollen oder Fragen haben, dann sprechen Sie uns gerne an oder schreiben Sie uns eine E-Mail an: wackerfuss@uni-kassel.de.