calcul numérique

Calcul numérique
Fiche dév Ens Sup - Recherche
  • Création ou MAJ importante : 11/01/10
  • Correction mineure : 11/01/10
Mots-clés

VIBRATOM : dynamique vibrationnelle des systèmes désordonnés. Simulation des spectres IR et Raman

Ce logiciel a été développé (ou est en cours de développement) dans la communauté de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche. Son état peut être variable (cf champs ci-dessous) donc sans garantie de bon fonctionnement.
  • Système : UNIX-like
  • Licence(s) : choix en cours, contacter l'auteur
  • Etat : diffusé, stable
  • Support : maintenu, sans développement en cours
  • Concepteur(s) : Mehdi Djafari Rouhani, Georges Landa, Nicolas Barriquand
  • Contact concepteur(s) : djafari@laas.fr
  • Laboratoire(s), service(s)... : LAAS

 

Fonctionnalités générales du logiciel

Ce logiciel est dédié à la simulation, à l’échelle atomique, de la dynamique vibrationnelle des systèmes désordonnés, du type amorphe ou alliages. Il fonctionne avec plusieurs types de potentiels interatomiques classiques : harmoniques ou anharmoniques.

Un module d’analyse des résultats par spectroscopies Infra Rouge et Raman est incorporé au logiciel.

Contexte d’utilisation du logiciel

Ce logiciel a été utilisé dans un cadre universitaire pour reproduire et interpréter les spectres expérimentaux de Si amorphe ou contenant des microcavités, ainsi que des alliages de SiGe et des inclusions de Ge dans une matrice Si.

Publications liées au logiciel

J. Dalla Torre, N. Barriquand, M. Djafari-Rouhani, G. Landa
Ge clusters in Si matrix : structure and dynamics ,
Europ. Phys. J. B12 (1999) 343.

V. Paillard, N. Barriquand, A. Zwick, G. Landa, M. Djafari-Rouhani, P. Roca i Cabarrocas
Vibrational properties of nanostructured hydrogenated silicon thin films produced by modulated PECVD
J. Non Cryst. Solids 299 (2002) 280

Fiche dév Ens Sup - Recherche
  • Création ou MAJ importante : 11/01/10
  • Correction mineure : 31/03/10
Mots-clés

Rheolef : résolution des équations aux dérivées partielles par la méthode des éléments finis

Ce logiciel a été développé (ou est en cours de développement) dans la communauté de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche. Son état peut être variable (cf champs ci-dessous) donc sans garantie de bon fonctionnement.
  • Site web
  • Système : UNIX-like, MacOS X
  • Licence(s) : GPL
  • Etat : validé (au sens PLUME), diffusé, stable
  • Support : maintenu, développement en cours
  • Concepteur(s) : Pierre Saramito
  • Contact concepteur(s) : Pierre.Saramito@imag.fr
  • Laboratoire(s), service(s)... : LJK

 

Une fiche logiciel décrit plus en détail ce développement, consultez la pour plus d’informations : Rheolef
Fonctionnalités générales du logiciel

Rheolef est un environnement logiciel pour résoudre les équations aux dérivées partielles par la méthode des éléments finis. Rheolef propose les algorithmes les plus pointus : solveurs préconditionnés pour l'élasticité incompressible, les fluides de Stokes et Navier-Stokes, méthode des caractéristiques de degré élevé pour les problèmes de convection dominante en thermique, etc.

Contexte d’utilisation du logiciel

Utilisé par de nombreux chercheurs et doctorants, tant dans des laboratoires de mathématiques appliquées que de physique ou de mécanique. La syntaxe très concise des codes permet de traduire directement les problèmes d'équations aux dérivées partielles en code exécutable : la correspondance entre les lignes écrites sur le papier et les lignes de code est directe. Ceci assure une grande lisibilité des codes : le temps de développement est ainsi grandement diminué. Enfin, ceci ne se fait pas au détriment de la rapidité d'exécution car le code, écrit en c++, est compilé avant l'utilisation. Par comparaison, des codes interprétés, tel octave ou matlab, seraient plus lents.
L'entête de la page web de Rheolef illustre bien cette correspondance entre le formalisme mathématique et les lignes de code écrites par l'utilisateur.

Fiche dév Ens Sup - Recherche
  • Création ou MAJ importante : 11/01/10
  • Correction mineure : 13/05/13
Mots-clés

HIKAD : simulation à l’échelle atomique du dépôt des matériaux fortes permittivités par le procédé ALD

Ce logiciel a été développé (ou est en cours de développement) dans la communauté de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche. Son état peut être variable (cf champs ci-dessous) donc sans garantie de bon fonctionnement.
  • Système : UNIX-like
  • Licence(s) : choix en cours, contacter l'auteur
  • Etat : en développement
  • Support : maintenu, développement en cours
  • Concepteur(s) : Mehdi Djafari Rouhani, Alain Esteve, Guillaume Mazaleyrat, Cédric Mastail
  • Contact concepteur(s) : djafari@laas.fr
  • Laboratoire(s), service(s)... : DAM, LAAS

 

Fonctionnalités générales du logiciel

Ce logiciel est dédié à la simulation, à l’échelle atomique et par Monte Carlo Cinétique, du dépôt des matériaux à fortes permittivités (High –k) de première génération : ZrO2 et HfO2, sur du Si légèrement oxydé. Ces matériaux permettent d’augmenter l’épaisseur des oxydes de grille dans les transistors MOS, donc d’éliminer les courants de fuite par effet tunnel, sans diminuer les capacités électriques.

La particularité du logiciel consiste à attribuer un rôle important aux mécanismes de densification, responsables du passage de la structure covalente de la surface à la structure ionique de la couche d’oxyde. Ces mécanismes sont à l’origine de l’obtention de films denses au-delà d’une couche superficielle à l’interface semi conducteur - oxyde.

Il nécessite, comme paramètres d’entrée, les diverses enthalpies des diverses réactions possibles, ainsi que les barrières d’activation associées. Une bibliothèque de réactions, s’adressant au dépôt de ZrO2 et HfO2 à partir de précurseurs chlorés, est déjà implémentée dans le logiciel. Cette bibliothèque peut être complétée pour d’autres oxydes ou procédés.

Deux versions du logiciel, avec deux types de mécanismes de densification différents, sont actuellement disponibles.

Contexte d’utilisation du logiciel

Ce logiciel a été utilisé dans un cadre universitaire pour simuler, dans les conditions expérimentales de pression, température et durée, les quatre phases successives du dépôt par couche atomique (Atomic Layer Deposition ALD) : incorporation du précurseur, purge, fonctionnalisation de la surface et purge.

Le logiciel peut simuler plusieurs dizaines de cycles comportant chacun les quatre phases ci-dessus. Jusqu’ici, les simulations ont exclusivement utilisé les paramètres de la bibliothèque mentionnée ci-dessus.

Publications liées au logiciel

G. Mazaleyrat, L. Jeloaica, A. EstEve, M. Djafari Rouhani
A methodology for the kinetic Monte Carlo simulation of alumina atomic layer deposition onto silicon
Comput. Mat. Sci. 33 (2005) 74

A. Dkhissi, A. Esteve, C. Mastail, S. Olivier, G. Mazaleyrat, L. Jeloaica, M. Djafari Rouhani
Multiscale modeling of the Atomic Layer Deposition of HfO2 thin film grown onto silicon: how to deal with a Kinetic Monte Carlo procedure?
J. Chemical Theory and Computation.4 (2008) 1915

A. Esteve, M. Djafari-Rouhani, A. Dkhissi, C. Mastail, G. Landa A. Hémeryck, N. Richard
Logiciel HIKAD pour modéliser l’organisation des atomes durant la croissance de HfO2 sur silicium
Techniques de l’Ingénieur, 4 (2009) RE123

Fiche dév Ens Sup - Recherche
  • Création ou MAJ importante : 11/01/10
  • Correction mineure : 13/05/13
Mots-clés

SPARCC : croissance hétéroépitaxiale des semiconducteurs avec caractérisation in situ RHEED et photoémission

Ce logiciel a été développé (ou est en cours de développement) dans la communauté de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche. Son état peut être variable (cf champs ci-dessous) donc sans garantie de bon fonctionnement.
  • Système : UNIX-like
  • Licence(s) : choix en cours, contacter l'auteur
  • Etat : en développement
  • Support : maintenu, développement en cours
  • Concepteur(s) : Mehdi Djafari Rouhani, Nejma Fazouan
  • Contact concepteur(s) : djafari@laas.fr
  • Laboratoire(s), service(s)... : LAAS

 

Fonctionnalités générales du logiciel

Ce logiciel est dédié à la simulation, à l’échelle atomique et par Monte Carlo Cinétique, de la croissance hétéroépitaxiale de semi conducteurs. Il permet de suivre l’évolution du substrat au cours du temps, en présence d’un flux d’espèce unique ou multiple.

Un module d’analyse permettant une caractérisation in situ, durant la croissance, par RHEED (Reflection High Energy Electron Diffraction) ou par Photoémission est incorporé dans le logiciel.

Contexte d’utilisation du logiciel

Ce logiciel a été utilisé dans un cadre universitaire pour observer :

  • Le mode de croissance : en couches, en îlots ou Stranski-Krastanov,
  • Le facettage des îlots,
  • La formation de défauts d’interface, en particulier les dislocations dues au désaccord de maille,
  • L’interdiffusion entre le substrat et la couche déposée.
Publications liées au logiciel

J. Dalla Torre, G.H. Gilmer, D.L. Windt, R. Kalyanaraman, F.H. Baumann, P.L. O'Sullivan,
J. Sapjeta, M. Djafari Rouhani
Microstructure of thin tantalum films sputtered onto inclined substrates : experiments and atomistic simulations
J. Appl. Phys. 83 (2003) 542

J. Dalla Torre, G.H. Gilmer, M. Djafari Rouhani
Imperfect wetting of deposited thin films: Monte Carlo simulations and nucleation model
Phys. Rev. B 69 (2004) 195414

N. Fazouan, H. Atmani, M. Djafari Rouhani, A. Esteve
Monte Carlo growth and in situ characterization of AlxGa1-xAs heteroepitaxy,
Comput. Mat. Sci. 33 (2005) 382

Fiche dév Ens Sup - Recherche
  • Création ou MAJ importante : 05/01/10
  • Correction mineure : 21/04/10
Mots-clés

Monolix : analyse de modèle non-linéaire à effets mixtes

Ce logiciel a été développé (ou est en cours de développement) dans la communauté de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche. Son état peut être variable (cf champs ci-dessous) donc sans garantie de bon fonctionnement.
  • Site web
  • Système : UNIX-like, Windows, MacOS X
  • Version actuelle : 3.1 - 10/2009
  • Licence(s) : CeCILL
  • Etat : validé (au sens PLUME), en développement
  • Support : maintenu, développement en cours
  • Concepteur(s) :
    • Marc Lavielle
    • Hector Mesa
    • Kaelig Chatel
    • Clive Canape
  • Contact concepteur(s) : Marc.Lavielle@math.u-psud.fr
  • Laboratoire(s), service(s)... : INRIA Saclay, Labo Maths Orsay, NeuroSpin

 

Une fiche logiciel décrit plus en détail ce développement, consultez la pour plus d’informations : Monolix
Fonctionnalités générales du logiciel

Monolix est un logiciel permettant de modéliser des phénomènes biologiques, notamment dans le cadre d'études pharmacologiques.

Contexte d’utilisation du logiciel
  • Recherches en statistique : Universities Paris 5, 11 and 13
  • Recherches en pharmacologie : INSERM - P7
  • Recherches en micro-biologie : INRA
Publications liées au logiciel

Sur l'algorithme SAEM

  • Delyon B., Lavielle M., and Moulines E. "Convergence of a stochastic approximation version of the EM algorithm" The Annals of Stat., vol 27, no. 1, pp 94-128, 1999.
  • Kuhn E., Lavielle M. "Coupling a stochastic approximation version of EM with a MCMC procedure" ESAIM P&S, vol.8, pp 115-131, 2004.
  • Kuhn E., Lavielle M. "Maximum likelihood estimation in nonlinear mixed effects models" Computational Statistics and Data Analysis, vol. 49, No. 4, pp 1020-1038, 2005.
  • Lavielle M., Meza C. "A Parameter Expansion version of the SAEM algorithm" Statistics and Computing, vol. 17, pp 121-130, 2007.
  • Donnet S., Samson A. "Estimation of parameters in incomplete data models defined by dynamical systems" Jour. of Stat. Planning and Inference, vol. 137, no. 9, pp 2815-2831, 2007.
  • Meza C., Jaffrezic F., Foulley J.L. "REML estimation of variance parameters in non linear mixed effects models using the SAEM algorithm" The Biometrical Journal 49, 1-13, 2007.
  • Donnet S., Samson A. "Parametric inference for mixed models defined by stochastic differential equations" ESAIM P&S, 12:196-218, (2008).

Applications de SAEM

  • Makowski D., Lavielle M. "Using SAEM to estimate parameters of models of response to applied fertilizer" Journal of agricultural, Biological and Enviromental Statistics, vol. 11, n. 1, pp. 45-60, 2006.
  • Samson A., Lavielle M., Mentré F. "Extension of the SAEM algorithm to left-censored data in non-linear mixed-effects model: application to HIV dynamics models" Computational Statistics and Data Analysis, vol. 51, pp. 1562--1574, 2006.
  • Jaffrezic F., Meza C., Lavielle M., Foulley J.L. "Genetics analysis of growth curves using the SAEM algorithm" Genetics Selection Evolution, vol. 38, pp. 583--600, 2006.
  • Lavielle M., Mentré F. "Estimation of population pharmacokinetic parameters of saquinavir in HIV patients and covariate analysis with the SAEM algorithm" Journal of Pharmacokinetics and Pharmacodynamics, vol. 34, pp. 229--49, 2007.
  • Comets E, Verstuyft C, Lavielle M, Jaillon P, Becquemont L, Mentré F. Modelling the influence of MDR1 polymorphism on digoxin pharmacokinetic parameters. European Journal of Clinical Pharmacology, 63, pp. 437-49, 2007.
  • Samson A., Lavielle M., Mentré F. "The SAEM algorithm for group comparison tests in longitudinal data analysis based on nonlinear mixed-effects model" Statistics in Medicine, vol. 26, pp 4860-4875, 2007.
Fiche logiciel validé
  • Création ou MAJ importante : 15/10/10
  • Correction mineure : 23/08/13
Mots-clés
Pour aller plus loin
  • Fiches logiciel PLUME connexes : Cmake

Monolix : analyse de modèle non-linéaire à effets mixtes

Une fiche Dév Ens Sup est en relation avec cette fiche, consultez-la pour plus d'informations : Monolix
Description
Fonctionnalités générales

Monolix (pour MOdèles NOn LInéaires à effets miXtes) est un logiciel permettant l'estimation de paramètres de modèles mathématiques analytiques ou basés sur un système d'équations différentielles ordinaires dans un contexte populationnel. Le logiciel permet l'estimation des paramètres moyens dans une population d'individus ainsi que des caractéristiques des distributions aléatoires associées aux paramètres. Le domaine d'application principal est la pharmacocinétique et la pharmacodynamie des médicaments.

De nombreuses fonctionnalités sont implémentées dans Monolix :

  • estimation des paramètres du modèle avec SAEM ;
  • estimation de la vraisemblance du modèle par échantillonnage préférentiel ;
  • sorties graphiques et numériques ;
  • simulation de données ;
  • librairies de modèles (pharmacocinétiques, pharmacodynamiques, dynamiques virales).
  • MLXTRAN est un traducteur intégré à Monolix qui permet à l'utilisateur d'écrire son modèle, en particulier lorsqu'il est défini par un système d'équations différentielles ordinaires.

Contexte d'utilisation dans mon laboratoire/service

Dans le cadre de leurs recherches en pharmacologie à L'INSERM-P7 ainsi qu'à l'INRA en agronomie, génétique animale et micro-biologie.
Ce logiciel est aussi utilisé et sponsorisé par de grands groupes pharmaceutiques tels que : Johnson & Johnson, Roche, Sanofi aventis, Exprimo et Novartis.

Limitations, difficultés, fonctionnalités importantes non couvertes
  • Il n'existe actuellement pas de version serveur du logiciel.
  • il n'existe pas de version script (obligation d'utiliser le GUI)
Environnement du logiciel
Plates-formes

Unix-like, Windows et Mac OS X.

Logiciels connexes
Autres logiciels aux fonctionnalités équivalentes
  • Nonmem : logiciel équivalent à ceci près qu'il est payant. et que les algorithmes implémentés sont moins performants (basés sur une linéarisation du modèle)
Environnement de développement
Type de structure associée au développement
Eléments de pérennité

Monolix est sponsorisé par plusieurs grands groupes pharmaceutiques et 4 ingénieurs sont embauchés à temps plein sur son développement.

Environnement utilisateur
Liste de diffusion ou de discussion, support et forums
Documentation utilisateur
Fiche dév Ens Sup - Recherche
  • Création ou MAJ importante : 29/12/09
  • Correction mineure : 31/03/10
  • Auteur de la fiche : Nicolas Grima (Laboratoire de Physique des Océans - Brest)
  • Responsable thématique : Violaine Louvet (Institut Camille Jordan)
Mots-clés

Ariane : analyse lagrangienne de la dynamique de modèles numériques de circulation océanique

Ce logiciel a été développé (ou est en cours de développement) dans la communauté de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche. Son état peut être variable (cf champs ci-dessous) donc sans garantie de bon fonctionnement.
  • Site web
  • Système : UNIX-like
  • Version actuelle : Ariane-v2.2.x_xx - décembre 2009
  • Licence(s) : CeCILL - Enregistrement nécessaire pour l'accès au code source.
  • Etat : validé (au sens PLUME), diffusé, stable
  • Support : maintenu, développement en cours
  • Concepteur(s) : Bruno Blanke et Nicolas Grima
  • Contact concepteur(s) : Bruno.Blanke(at)univ-brest.fr, Nicolas.Grima(at)univ-brest.fr
  • Laboratoire(s), service(s)... : LPO

 

Une fiche logiciel décrit plus en détail ce développement, consultez la pour plus d’informations : Ariane
Fonctionnalités générales du logiciel

Ce logiciel (sous licence CeCILL) permet de décrire de façon lagrangienne la dynamique de l'océan à partir d'un ensemble de particules numériques déplacées dans le champ de vitesse de Modèles de Circulation Générale Océanique ("Ocean General Circulation Models", OGCM).

Ariane est un outil informatique écrit en Fortran 90/95 et dédié au calcul de trajectoires dans le champ de courant 3D, variable dans le temps, produit par des OGCM comme OPA-NEMO, ROMS, SYMPHONIE..., ou virtuellement tout autre modèle dont les équations discrétisées reposent sur la conservation des volumes. Le schéma d'advection (transport) est en effet particulièrement adapté à la représentation faite des courants océaniques par un OGCM et au suivi des masses d'eau qui leur sont associées.
Les mouvements des masses d'eau sont calculés à partir du déplacement de multiples particules numériques. L'algorithme est rapide et précis, car il repose sur des calculs analytiques. Chaque segment de trajectoire respecte localement la relation de continuité et la méthode permet des intégrations temporelles à rebours.

L'application Ariane est mise librement à disposition de toute la communauté scientifique. Elle est développée dans un esprit d'utilisation simple, pour une utilisation intensive sur des supercalculateurs et un portage facile sur différentes architectures.

Contexte d’utilisation du logiciel

Ariane est un outil largement utilisé par la communauté nationale et internationale se servant de modèles numériques de circulation océanique (principalement OPA-NEMO et ROMS).
Avec une centaine d'utilisateurs identifiés, 664 visites du site web provenant de 57 pays en 2008 (avec une concentration en France et aux USA), le logiciel Ariane est utilisé de façon quasi quotidienne.

Publications liées au logiciel

À titre indicatif, ce logiciel est à la source de 4 à 6 publications de rang A par an au Laboratoire de Physique des Océans (Brest).

Voir également : http://stockage.univ-brest.fr/~grima/Ariane/doc.html

Fiche dév Ens Sup - Recherche
  • Création ou MAJ importante : 24/12/09
  • Correction mineure : 31/03/10
Mots-clés

PaStiX : résolution parallèle de systèmes linéaires creux (factorisation directe et incomplète)

Ce logiciel a été développé (ou est en cours de développement) dans la communauté de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche. Son état peut être variable (cf champs ci-dessous) donc sans garantie de bon fonctionnement.
  • Site web
  • Système : UNIX-like
  • Version actuelle : 5.1.2 - avril 2009
  • Licence(s) : CeCILL-C
  • Etat : validé (au sens PLUME), diffusé, stable
  • Support : maintenu, développement en cours
  • Concepteur(s) : Mathieu Faverge, Pascal Hénon, Xavier Lacoste, Pierre Ramet
  • Contact concepteur(s) : Pierre.Ramet@labri.fr
  • Laboratoire(s), service(s)... : INRIA Bordeaux, LABRI

 

Une fiche logiciel décrit plus en détail ce développement, consultez la pour plus d’informations : PaStiX
Fonctionnalités générales du logiciel

Résolution de très grand systèmes linéaires creux en utilisant une méthode directe.
Factorisation incomplète de type ILU(k) pouvant être utilisée comme préconditionneur pour des méthodes itératives (intègre en interne les méthodes GC et GMRES).
Parallélisme de type MPI et/ou Thread, adapté aux architectures parallèles de type cluster ou machine multicoeurs. Arithmétique flottante/complexe en double/simple précision.

Contexte d’utilisation du logiciel

Intégration dans des codes de simulation numérique.

Publications liées au logiciel
Fiche dév Ens Sup - Recherche
  • Création ou MAJ importante : 23/12/09
  • Correction mineure : 31/03/10
Mots-clés

Scotch : partitionneur de graphes et renuméroteur de matrices creuses, séquentiel et parallèle

Ce logiciel a été développé (ou est en cours de développement) dans la communauté de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche. Son état peut être variable (cf champs ci-dessous) donc sans garantie de bon fonctionnement.
  • Site web
  • Système : UNIX-like, Windows, MacOS X
  • Version actuelle : 5.1 - 08/09/2008
  • Licence(s) : CeCILL-C
  • Etat : validé (au sens PLUME), diffusé, stable
  • Support : maintenu, développement en cours
  • Concepteur(s) : François PELLEGRINI
  • Contact concepteur(s) : pelegrin@labri.fr
  • Laboratoire(s), service(s)... : INRIA Bordeaux, LABRI

 

Une fiche logiciel décrit plus en détail ce développement, consultez la pour plus d’informations : Scotch
Fonctionnalités générales du logiciel

La distribution SCOTCH est un ensemble de programmes séquentiels et parallèles et de bibliothèques pour le partitionnement de graphes, le placement statique et la renumérotation de matrices creuses. Ces fonctionnalités sont accessibles au moyen de programmes en ligne de commande, ou bien par l'appel de fonctions de la bibliothèque libSCOTCH, disposant de prototypes en C et en FORTRAN.

SCOTCH :

  • fournit des algorithmes pour partitionner des structures de graphes, ainsi que des structures de maillages définies comme des graphes bipartis noeuds/éléments et qui peuvent aussi représenter des hypergraphes ;
  • peut placer tout type de graphe source sur tout type de graphe cible. Les graphes source et cible peuvent être de topologies quelconques, et leurs sommets et arêtes peuvent être valués. Qui plus est, ces graphes peuvent même être déconnectés. Cette fonctionnalité permet le placement de programmes sur des sous-parties disjointes d'une architecture parallèle constituée de processeurs et de liens de communication hétérogènes ;
  • calcule des renumérotations de matrices creuses amalgamées par blocs, pour une résolution efficace au moyen de routines BLAS ;
  • peut manipuler indifféremment des structures de graphes et de maillages créées au sein de programmes C ou FORTRAN, avec des indices de tableaux commençant à 0 ou à 1 ;
  • offre un support étendu des graphes et maillages adaptatifs par la gestion de tableaux d'arêtes disjoints ;
  • est paramétrable dynamiquement, grâce à l'interprétation des chaînes de stratégie lors de l'exécution du programme ;
  • est très fortement modulaire et documenté. Comme il est maintenant disponible sous la licence libre CeCILL-C, il peut être utilisé comme banc de test pour le développement rapide et le test de nouvelles méthodes de partitionnement ou de renumérotation ;
  • peut être facilement interfacé avec d'autre programmes. Les programmes du projet SCOTCH ont été conçus pour fonctionner en mode ligne de commande sans sollicitations de l'utilisateur, afin qu'ils puissent être appelés facilement à partir d'autres programmes au moyen d'appels system() ou popen(), ou bien être combinés sur une seule ligne de commande au moyen de pipes. De plus, les fonctionnalités d'étiquetage des sommets permettent une renumérotation facile de ceux-ci ;
  • offre de nombreux outils pour construire, tester, et afficher des graphes ;
  • est écrit en C ANSI et utilise l'interface POSIX, ce qui le rend très portable. PT-SCOTCH utilise l'interface MPI, et optionnellement les threads POSIX.
Contexte d’utilisation du logiciel

SCOTCH est utilisé au sein d'applications de calcul scientifique, en particulier les solveurs linéaires et non-linéaires.

Pour les méthodes itératives de résolution, ses capacités de partitionneur et de placeur servent à allouer les noeuds des maillages sur les processeurs.

Pour les méthodes directes de résolution de grands systèmes linéaires creux, ses capacités de renuméroteur servent à minimiser le remplissage de la matrice factorisée.

Publications liées au logiciel
Distillating knowledge about SCOTCH.
Combinatorial Scientific Computing, numéro 09061, Dagstuhl Seminar Proceedings, juillet 2009.
F. Pellegrini.



PT-SCOTCH : a tool for efficient parallel graph ordering.
Parallel Computing, 34(6-8), pp 318-331, 2008.
C. Chevalier et F. Pellegrini.



SCOTCH 5.1 User's guide.

Rapport technique, LaBRI, septembre 2008.
F. Pellegrini.



PT-SCOTCH 5.1 User's guide.

Rapport technique, LaBRI, septembre 2008.
F. Pellegrini.



Conception et mise en oeuvre d'outils efficaces pour le partitionnement et la distribution parallèles de problèmes numériques de très grande taille.
Thèse de doctorat, LaBRI, Université Bordeaux 1, septembre 2007.
C. Chevalier.



A parallelisable multi-level banded diffusion scheme for computing balanced partitions with smooth boundaries.
EuroPar, août 2007, Rennes.
© Springer-Verlag, publié dans les LNCS series,
LNCS 4641, pp 191-200.
F. Pellegrini.
Fiche logiciel validé
  • Création ou MAJ importante : 03/11/10
  • Correction mineure : 03/11/10
Mots-clés
Pour aller plus loin

Mélina : bibliothèque de calculs éléments finis

Une fiche Dév Ens Sup est en relation avec cette fiche, consultez-la pour plus d'informations : Mélina
Description
Fonctionnalités générales

Mélina fournit un ensemble de procédures Fortran pour la résolution de problèmes variationnels. Des éléments finis nodaux de type Lagrange sont définis en 1D, 2D (triangles et quadrangles) et 3D (tétraèdres, prismes et hexaèdres) jusqu'à des degrés très élevés (par exemple P6 pour les triangles et Q20 pour les quadrangles). Les routines d'assemblage (uni- et multi-inconnue) sont intégrées, ainsi que les méthodes de résolution de systèmes linéaires et de recherche de modes propres.

De nombreuses contributions ont été ajoutées depuis la création du code dans les années 1990 : couplage avec des formulations intégrales, méthode des éléments finis localisés, implémentation de PML, etc. Les applications sont nombreuses et variées : en électromagnétisme (Helmholtz extérieur, Maxwell 2D/3D, Galbrun), mécanique et fluides, élasticité, optimisation de formes.

La résolution d'un problème variationnel requiert l'écriture de 3 fichiers. La formulation variationnelle est définie en langage naturel dans le fichier Directives, la résolution proprement dite (résolution du système linéaire, résolution itérative non-linéaire ou schéma temporel le cas échéant) dans le programme principal Fortran, et les fonctions utilisateurs dans un deuxième fichier fortran. Ces seules étapes suffisent pour la majorité des utilisations.

Pour une utilisation avancée, il est possible de définir de nouveaux intégrands (pour une formulation spécifique) ou éléments finis (en spécifiant le support et les fonctions de base) en créant quelques fichiers prévus à cet effet. De même les méthodes standards de résolution de systèmes linéaires ou de recherche de valeurs propres sont intégrées à Mélina, mais l'utilisateur a la possibilité d'utiliser ses propres routines.

Mélina dispose d'un utilitaire de création de maillages 2D simples, mais ne fournit pas de mailleur générique. L'importation au format Modulef; ou mGmsh est prévue. Pour la visualisation des résultats, l'outil grame est intégré (nécessitant pgplot), ainsi que des sorties vers Matlab, Medit et Paraview.

Interopérabilité

Import de maillages Modulef, Gmsh
Export graphique vers Matlab et Medit, Paraview

Contexte d'utilisation dans mon laboratoire/service

Mélina est un code de recherche évolutif et modulaire. S'il est possible de l'utiliser pour résoudre des problèmes industriels, là n'est pas sa vocation première. Il est conçu pour une grande adaptabilité, plutôt qu'optimisé pour un problème donné. Le fait de pouvoir prendre en compte n'importe quelle formulation variationnelle (et non pas des problèmes pré-définis) laisse une grande liberté à l'utilisateur. De plus, la présence d'éléments finis de haut (voire très haut) degré (et la possibilité d'utiliser des maillages courbes) rendent Mélina particulièrement adapté à la résolution de certains problèmes délicats. Dans ce contexte, il a été utilisé avec succès pour la prise en compte de singularités et couches limites ou encore dans l'approximation de modes propres fortement oscillants.

Limitations, difficultés, fonctionnalités importantes non couvertes

Nécessité d'un mailleur extérieur.

Environnement du logiciel
Plates-formes

Unix (Sun, AIX, SGI), Linux (Redhat/Fedora, Debian, Ubuntu), Mac OS X, Windows (avec Cygwin)

Logiciels connexes
Autres logiciels aux fonctionnalités équivalentes
Environnement de développement
Type de structure associée au développement
Eléments de pérennité

Mélina est utilisé depuis de nombreuses années au sein de différents laboratoires : à l'université de Rennes et à l'ENSTA, mais aussi à l'antenne de Bretagne de l'ENS Cachan, à l'université de Dijon, de Tunis, etc.

La bibliothèque est développée principalement par Daniel Martin (Université de Rennes 1), épaulé de contributeurs (Éric Lunéville, Colin Chambeyron à l'ENSTA). Une version C++ est en cours de réalisation avec l'aide de Yvon Lafranche (Université de Rennes 1) et Éric Darrigrand (Université de Rennes 1), incluant de nouvelles fonctionnalités comme les équations intégrales. Des utilisateurs confirmés apportent aussi des contributions régulières : Anne-Sophie Bonnet-BenDhia (POEMS), Ludovic Goudenège (ENS Cachan Bretagne), Guillaume Legendre (Université Paris Dauphine), Grégory Vial (ENS Cachan Bretagne).

La vitalité de la communauté Mélina est assurée par des ateliers récurrents, soutenus par le CNRS et les universités concernées.

Références d'utilisateurs institutionnels

Une liste de travaux de recherche utilisant Mélina est disponible sur le site.

Environnement utilisateur
Documentation utilisateur
Contributions

Tout utilisateur peut joindre Daniel Martin par mail pour un rapport de bogue, une demande de modification ou une contribution.

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