Ansys для проектировщика КЖ-КМ

[Chardash 314]

21 час назад, Chardash сказал:

Как метко говорит Савватеев в интервью у Копанцева, без живого человеческого мышления никакая "цифра" нас не спасёт: без естественного интеллекта не будет никакого искусственного -и смысла в нем тоже не будет.

после просмотра видео стало любопытно, как учат школьников в Китае. Нашел книги. Ссылка https://github.com/TapXWorld/ChinaTextbook

[Chardash 314]

Вот, что пишет нейросеть:

 

Цитата

Действительно, как можно объять необъятное? Ведь помимо матана есть физика, химия, история, литература, языки...

Ответ кроется не в магии и не в сверхспособностях, а в тотальной организации времени и полном подчинении жизни одной цели. В китайской системе нет места нашему привычному представлению о детстве как о времени для игр и беззаботности. Там **учеба — это и есть жизнь**.

### **Разгадка тайм-менеджмента: 12-часовой рабочий день**

Ответ на вопрос «когда они успевают?» прост и шокирующ одновременно: **они успевают, потому что учатся почти всё время, которое бодрствуют**. Это не фигура речи, а суровая реальность, подтвержденная множеством источников.

Вот как выглядит типичный день китайского школьника или студента:

*   **Начало в 6-7 утра:** Подъем, утренняя зарядка, иногда самостоятельные занятия до школы .
*   **Школа с 8:00 до 16:00-17:00:** Основные уроки с перерывом на обед и обязательным послеобеденным сном (сиестой) в некоторых школах, чтобы компенсировать ночной недосып .
*   **Вечерняя "смена":** После школы — не отдых, а дополнительные занятия, факультативы или подготовка к гаокао с репетиторами .
*   **Ночные бдения:** Выполнение огромного объема домашних заданий и самостоятельное "вникание" в материал (особенно актуально для студентов) часто затягивается до полуночи и позже .
*   **Общий итог:** В сумме это дает **от 10 до 12 часов чистого учебного времени в день** . Для сравнения: это полноценный рабочий день взрослого человека без права на отпуск.

### **Не только количество, но и качество (точнее, "плотность")**

Дело не только в часах, но и в том, как они используются.

*   **Приоритеты расставлены жестко:** Всё, что не ведет к успеху на экзаменах, отсекается или минимизируется. Социальные сети, видеоигры, долгие прогулки — это не просто "не поощряется", а жестко ограничивается государством и семьей . Помните наш разговор о лимитах на Douyin и запрете телефонов в школе? Это часть системы.
*   **Зубрежка как фундамент:** Огромные объемы информации осваиваются через многократное повторение и заучивание наизусть. Критическое мышление часто приносится в жертву объему . Сложнейший китайский язык сам по себе требует колоссальной работы памяти, что формирует привычку к "заучиванию" с раннего детства .
*   **Студенты не отдыхают:** Эта гонка не заканчивается со школой. Вот реальные отзывы:
    *   Студент экономического факультета учится **с 8 утра до 10 вечера** .
    *   Студент по обмену рассказывает, что пары могут длиться **с 8 утра до 9 вечера** .
    *   Другой свидетельствует, что китайские студенты **"могут сидеть в библиотеке до закрытия"** .

### **Обратная сторона медали: есть ли жизнь вне учебы?**

При такой нагрузке неизбежны последствия. И они хорошо известны:

1.  **Хронический недосып:** Школьники спят по 5-6 часов, а послеобеденный сон в школах ввели именно для того, чтобы дети могли хоть как-то восстановиться .
2.  **Отсутствие свободного времени:** На хобби, спорт (кроме обязательных уроков физкультуры) и общение с друзьями времени практически не остается .
3.  **Психологическое давление:** Постоянный рейтинг успеваемости и страх не сдать гаокао приводят к массовым стрессам, тревожности и депрессии. Государство даже вынуждено принимать специальные программы по снижению академической нагрузки и защите психического здоровья учащихся . Но, как отмечают эксперты, многие родители всё равно находят способ нагружать детей дополнительно, понимая, что только высокие баллы откроют двери в лучшие вузы .

### **Итог**

Китайские студенты и школьники успевают осваивать огромный объем предметов, потому что они **живут в системе, где учебе подчинено всё**. Это достигается путем:
*   **Экстремально длинного учебного дня (10-12 часов)**.
*   **Тотальной концентрации на целях, связанных с экзаменами**.
*   **Подавления (добровольного или принудительного) всех отвлекающих факторов**.

Ответ на ваш вопрос "когда они успевают?" — **"они успевают, потому что почти ничего другого в их жизни просто нет"**. Это колоссальное достижение системы и одновременно её главная трагедия, порождающая поколение с отличными знаниями, но часто с подорванным здоровьем и отсутствием навыков жизни вне учебы.

 

[Chardash 314]

12.03.2026 в 09:50, Fedor сказал:

Как раз хотел оживить старые коды , а то в VS 2003 все работало и работает на VM и старой W.   А при компиляции на новых выдает кучу ошибок. Хотел переделать на Qt и заодно приделать для Добряка оболочки и балки, чтобы проверить теорию да и вообще в Linux как то приятнее работать :) 

Если возникнет надобность, всегда с удовольствием к Вам присоединюсь.

[Fedor 1,690]

https://gitflic.ru/project/pavelpnz/pinega   Вот тут сын что-то делал, но я не проверял работает ли... 

[Chardash 314]

1 час назад, Fedor сказал:

но я не проверял работает ли... 

 

Собрал, работает. Нужно будет cmake файл потом сделать

Edited March 17 by Chardash

[Chardash 314]

Спасибо за доступ к проекту на C++! Посмотрю его внимательно, но потребуется время, чтобы разобраться в деталях- хочу понять архитектуру и ключевые решения, а не просто бегло пробежаться по коду.

 

 

[Fedor 1,690]

Цитата

не застал эпоху перфокарт

Перед этим была эпоха перфолент. Искусство делать дырки и заклеивать. Потом уже магнитные ленты и перфокарты.  Потом магнитофоны как большие шкафы и винчестеры как большие тумбочки   :) 

[Chardash 314]

Цитата

Кстати, если, Уважаемый читатель, Вы можете помочь, то замечу, что автору нужны инвестиции для завершения работ по оснащению российских конструкторов лучшим программным обеспечением, ибо только их гений  (инженер - это от ингениус - умный, изобретательный человек) в сочетании с лучшей теорией и программами, может помочь промышленности, а следовательно и многострадальной России. Так же хотелось бы издать эти результаты и на бумаге для стимулирования молодых программистов и математиков.  Благодарность автора будет безграничной, хотя бы в смысле интеграла Лебега. 

 https://pinega3.narod.ru/intc.htm 


Нужно сначала рефакторить ядро: вынести статику, убрать MFC, создать C-интерфейс

[Chardash 314]

Замечу, если проект будет разрабатываться в одиночку и без внешнего финансирования, сроки реализации могут быть скорректированы в сторону увеличения. Это связано с необходимостью тщательной проработки всех аспектов без возможности распределения задач или привлечения дополнительных ресурсов.

[Chardash 314]

 

Возможности роста и масштабирования
Технические: добавить нелинейность, динамику, контакт, теплоперенос, GPU (CUDA via Eigen).
Пользовательские: облачная версия (расчёт на сервере), веб-интерфейс (Streamlit/Flask + WebAssembly).
Экосистема: плагины для Kompas-3D / T-Flex, интеграция с российским ПО.
Сообщество: 100–500 звёзд на GitHub за год, если правильно продвигать (Habr, VK Политех, Telegram-каналы САПР).
Монетизация: бесплатный open-source + платные модули (продвинутые материалы, техподдержка, облако).
Риски минимальны, если начать с core-first. Научная основа уже есть — осталось только "упаковать" в 2026 год.

[Chardash 314]

Не успеваю дополнить сообщение. Повторюсь, указанные сроки являются ориентировочными и рассчитаны на команду из senior C++ разработчиков. В условиях одиночной разработки без финансирования и дополнительных ресурсов реальные сроки могут увеличиться кратно (в зависимости от сложности задач и доступного времени).

[Chardash 314]

Предварительный анализ: Метод окаймления в Pinega (краткий обзор)
Дата: 21.03.2026 | Статус: Черновик (требует верификации)
Кратко: Метод окаймления для базисных функций не обнаружен в явном виде — вместо него используются готовые полиномиальные формулы. Детальная проверка и тестирование в процессе.

Статус:  НЕ НАЙДЕН в явном виде

---

Резюме

Метод окаймления для построения базисных функций НЕ реализован в коде Pinega явно.

Формулы базисных функций (shape functions) захардкожены как готовые полиномиальные выражения, а не генерируются геометрическим методом окаймления.

---

Теоретическое описание метода

Источник: https://pinega3.narod.ru/mec.htm

Алгоритм построения базисных функций методом окаймления:

1. Для каждого узла i элемента:
   а) Построить уравнения плоскостей/прямых Lⱼ(ξ,η,ζ)=0
      через ВСЕ остальные узлы j≠i
   
   б) Aᵢ(ξ,η,ζ) = Π Lⱼ(ξ,η,ζ)  (произведение для всех j≠i)
   
2. Сформировать матрицу значений в узлах:
   Bₙ = [Aᵢ(Nⱼ)]  (значение i-й функции в j-м узле)

3. Обратная матрица:
   Bₙ⁻¹ = invert(Bₙ)

4. Базисные функции:
   Φ(ξ,η,ζ) = A(ξ,η,ζ) · Bₙ⁻¹

Copy

Преимущества (заявленные):

• Лучшая обусловленность матрицы Bₙ
• Проще строить C¹-элементы (с производными)
• Устойчивость на искажённых сетках

---

Что НЕ найдено в коде

1. Геометрическое построение плоскостей

Ожидалось:

// Построение уравнения плоскости через 3 точки
void BuildPlane(Point3D p1, Point3D p2, Point3D p3, 
                double& A, double& B, double& C, double& D);

Copy

В коде: НЕТ

---

2. Матрица Bₙ и её обращение

Ожидалось:

// Матрица значений исходных функций в узлах
double Bn[MAX_NODES][MAX_NODES];

// Обращение матрицы
void InvertMatrix(double** matrix, int size, double** result);

// Построение базиса: Φ = A · Bₙ⁻¹
void BuildBasis(double* A, double** Bn_inv, double* basis);

Copy

В коде: НЕТ

---

3. Генератор базисных функций

Ожидалось:

// Генерация базисных функций произвольного порядка
void GenerateBasisFunctions(int order, NodeType type, 
                           double* basis, double* derivatives);

Copy

В коде: НЕТ — все 19 функций pbf*() захардкожены

---

Что найдено вместо метода окаймления

1. Готовые полиномиальные формулы

PFPDLL/element3d.cpp, 19 функций:

Функция	Элемент	Узлов	Тип полинома
pbfLSO()	Линейный куб	8	Серендипити 2-го порядка
pbfPSO()	Квадратичный куб	20	Серендипити 3-го порядка
pbfCSO()	Кубический куб	32	Полиномы 4-го порядка
pbfLSOW()	Линейная призма	6	Линейные
pbfPSOW()	Квадратичная призма	15	Квадратичные
pbfCSOW()	Кубическая призма	24	Кубические
...	...	...	...

Пример (pbfPSO, строки 277-289):

// Готовая формула, а не результат Φ = A · Bₙ⁻¹
for (j=0; j<8; j++){i=np[j];
    a = 1.0 + m_csi*ced[0][i];   // (1 + ξ·ξᵢ)
    b = 1.0 + m_eta*ced[1][i];   // (1 + η·ηᵢ)
    c = 1.0 + m_dseta*ced[2][i]; // (1 + ζ·ζᵢ)
    d = a + b + c - 5.0;
    bf[i] = a*b*c*d / 8.0;       // ← ГОТОВАЯ ФОРМУЛА!
    
    // Производные тоже готовы
    dc[i] = ced[0][i]*b*c*(d+a) / 8.0;  // ∂N/∂ξ
    de[i] = ced[1][i]*a*c*(d+b) / 8.0;  // ∂N/∂η
    dd[i] = ced[2][i]*a*b*(d+c) / 8.0;  // ∂N/∂ζ
}

Copy

---

2. Диспетчер базисных функций

element3d::GetPbf() (строки 756-787):

int element3d::GetPbf(bool FlagPoint)
{
    int Flag=0;
    m_ind=FlagPoint;
    switch ( iType) {
        case LSOW: Flag=pbfLSOW();  break;
        case LPSW: Flag=pbfLPSW();   break;
        case PTSW: Flag=pbfPTSW();   break;
        case PSOW: Flag=pbfPSOW();   break;
        case LSO:  Flag=pbfLSO();    break;
        case PSO:  Flag=pbfPSO();    break;
        case CSO:  Flag=pbfCSO();    break;
        // ... ещё 10 типов
    }
    return Flag;
}

Copy

Назначение: Вызов нужной функции pbf*() в зависимости от типа элемента.

---

3. Одномерные базисные функции

element3d::pbfl() (строки 2145-2173):

void element3d::pbfl(double csi, double *bf, double *dn, int tel)
{
  switch(tel) {
     case 2: // линейный элемент (2 узла)
         bf[0]=(1.0-csi)*0.5; bf[1]=(1.0+csi)*0.5;
         if (dn!=NULL) { dn[0]=0.5; dn[1]=-0.5; }
         break;
         
     case 3: // квадратичный элемент (3 узла)
         bf[0]=csi*(csi-1.0)*0.5; bf[1]=1.0-csi*csi;
         bf[2]=csi*(1.0+csi)*0.5;
         if (dn!=NULL) {
             dn[0]=(2.0*csi-1.0)*0.5;
             dn[1]=-2.0*csi;
             dn[2]=(1.0+2.0*csi)*0.5;
         }
         break;
         
     case 4: // кубический элемент (4 узла)
         // ...
  }
}

Copy

Назначение: Базисные функции для 1D элементов (рёбра).

---

Где метод окаймления МОГ БЫ быть

1. IncompleteLDLT() — LDLT-разложение

PFPDLL/Global.cpp, строки 539-556:

bool CGlobal::IncompleteLDLT(void)
{
    bool flag=true;
    // реализует неполное разложение для норм блоков
    // методом окаймления дописать********************************
    
    // НЕ РЕАЛИЗОВАНО! Только заготовка
}

Copy

Комментарий: "методом окаймления дописать" — это про другое применение метода окаймления (для разложения матрицы, а не для построения базиса).

Назначение: Решение СЛАУ K·u = F методом LDLT-разложения.

---

2. Построение матрицы жёсткости

element3d::GetHardMatrixEl() (строки 1783-1895):

Использует готовые базисные функции для сборки матрицы жёсткости:

Kᵢⱼ = ∫ Bᵢᵀ · D · Bⱼ · det(J) dξdηdζ

Copy

где B — матрица градиентов базисных функций.

Метод окаймления НЕ используется — берутся готовые формулы из pbf*().

---

Гипотеза

Метод окаймления использовался на этапе ПРОЕКТИРОВАНИЯ для вывода формул, но в коде реализованы уже ГОТОВЫЕ полиномиальные выражения.

Доказательства:

1. Формулы в коде — стандартные полиномы серендипити

   • Совпадают с Lagrange-type shape functions из литературы
   • Не требуют геометрического построения в runtime

2. Нет кода для геометрического построения

   • Нет уравнений плоскостей через 3 точки
   • Нет формирования матрицы Bₙ
   • Нет обращения матрицы Bₙ⁻¹

3. В IncompleteLDLT() метод окаймления упоминается как "надо дописать"

   • Это про разложение матрицы, а не про базисные функции
   • Функция не завершена

4. Производительность

   • Готовые формулы быстрее, чем вычисление Bₙ⁻¹ в runtime
   • Для FEM-расчётов критична скорость

---

Сравнение подходов

Критерий	Метод окаймления (теория)	Реализация в коде
Построение базиса	Геометрическое (Φ=A·Bₙ⁻¹)	Готовые формулы
Гибкость	Генерация произвольного порядка	Хардкод 19 функций
Производительность	Требует обращения матрицы	Быстрые формулы
Обусловленность	Лучшая (заявлено)	Не измерялась
C¹-элементы	Проще строить	Не реализованы
Код	Требует ~200 строк	~2500 строк формул

---

Выводы

1. Метод окаймления для базисных функций

Статус: НЕ РЕАЛИЗОВАН

Причина: Вероятно, использовался только для вывода формул, которые затем захардкожены.

Где мог бы быть:

• Модуль BorderingBasis.cpp (не создан)
• Функция GenerateBorderingBasis() (не реализована)

---

2. Метод окаймления для LDLT

Статус: НЕ ЗАВЕРШЁН

Функция: CGlobal::IncompleteLDLT()

Комментарий в коде: "методом окаймления дописать"

Назначение: Разложение глобальной матрицы жёсткости для решения СЛАУ.

---

3. Преимущества метода (требуют верификации)

Преимущество	Статус
Лучшая обусловленность	Не измерялась
C¹-элементы проще	Не реализованы
Устойчивость на искажённых сетках	Не тестировалось

---

Для реализации метода окаймления

1. Создать модуль BorderingBasis.cpp

   • Построение уравнений плоскостей через 3 точки
   • Формирование матрицы Bₙ
   • Обращение Bₙ⁻¹
   • Генерация базиса Φ = A · Bₙ⁻¹

2. Сравнить сгенерированные формулы

   • С запатентованными в element3d.cpp
   • Если совпадают → метод верифицирован
   • Если отличаются → benchmark для сравнения

3. Добавить генератор на Python/SymPy

   • Автоматический вывод формул
   • Генерация C++ кода

Для завершения LDLT

1. Реализовать CGlobal::IncompleteLDLT()

   • Метод окаймления для разложения матрицы
   • Тесты на обусловленность

2. Сравнить с полным разложением

   • Точность
   • Производительность

---

Отчёт подготовлен: 21 марта 2026
Статус: Метод окаймления для построения базисных функций НЕ найден в явном виде.

[Chardash 314]

Спринт аудита Pinega завершен. Посмотрел вычислительное ядро (PFPDLL), приложение MODELER и отдельно проверил, как в коде представлен метод окаймления.
 

По материалам с pinega3.narod.ru метод описывается как геометрическое построение базисных функций через Φ = A·Bₙ⁻¹. В коде такой схемы в явном виде нет. Используются готовые полиномиальные выражения - набор функций pbf*() для разных типов элементов. Генерации базисов и работы с матрицей Bn не видно. Рабочая версия: формулы были получены ранее и зафиксированы в аналитическом виде.
 

Ядро PFPDLL выглядит как завершенная численная часть. Есть 3D элементы, сборка глобальной матрицы жесткости, материалы, граничные условия. Производные заданы аналитически, якобиан считается отдельно, матрицы жесткости собираются стандартно. Отдельно отмечу IncompleteLDLT(): в коде есть заготовка с упоминанием метода окаймления, но реализация отсутствует.
 

MODELER - MFC-приложение с прямой связкой данных, расчета и UI. Используются глобальные статические структуры, формат входных данных зафиксирован. Это важно учитывать при доработке и выносе ядра.
 

Если сопоставить теорию и код, базовая FEM-часть реализована: якобианы, интегрирование, матрицы жесткости, граничные условия. При этом метод окаймления как отдельный вычислительный механизм в коде не прослеживается. В линейной алгебре (LDLT) он также не доведен до рабочего состояния.
 

Дальше продолжу двигаться прагматично. Сначала попытаюсь воспроизвести метод окаймления отдельно - как модуль генерации базисных функций - и сравнить с текущими полиномами. Параллельно закрыть IncompleteLDLT() и проверить на тестовых задачах. После этого уже можно выносить ядро в отдельную библиотеку, добавлять тесты и делать базовые сравнения с классическими элементами.

[Chardash 314]

Уточню по выводу "Метод окаймления НЕ используется". Правильнее: в коде нет явной процедуры построения базиса через окаймление.

[Chardash 314]

[Fedor 1,690]

Цитата

 готовые полиномиальные выражения, а не генерируются геометрическим методом окаймления

https://pinega3.narod.ru/mec.htm   так его разрабатывал как раз для получения готовых полиномиальных базисных функций. Строить их внутри мкэ программы по моему плохая идея, когда это можно сделать один раз заранее... 

 

Цитата

 В линейной алгебре (LDLT) он также не доведен до рабочего состояния

Там все реализовано по мотивам книги Джорджа и Лю.  И все работало с начала  девяностых еще на 286-7  :)

Последний раз все компилировалось на vs2003. Это делается и сейчас на win XP и VS 2003.  Окаймление это стандартная процедура в разложении , без нее все не имеет смысла . 

Книга Алана Джорджа и Джозефа Лю «Численное решение больших разреженных систем уравнений» (1984, перевод с англ.) — фундаментальная монография по методам линейной алгебры. Она описывает прямые методы, алгоритмы вложенных сечений и методы упорядочивания для разреженных матриц, эффективные для метода конечных элементов (МКЭ).

 

Что-то пытался ковырять сын, но он как Вы поверхностно не вникая посмотрел. Есть 5 уровней правильности программ, первый это когда проходит компиляция. :) 

Edited March 23 by Fedor

[Fedor 1,690]

Цитата

Нужно сначала рефакторить ядро: вынести статику, убрать MFC, создать C-интерфейс

На С было в начале девяностых на DOS  и на выставке Инвеком 92 программа была признана победителем. Была выдана соответствующая грамота и большой букет цветов.  Потом все перенеслось на Win и тогда появился MFC . Но финансирования не было и потом все делалось эпизодически.  Си коды были на дискетах и где они уже не помню :) 

C++ и особенно STL очень сократили код.  Все переносилось с ЕС ЭВМ где было на PL/1 и разные версии С и С++ примерно за полгода, поскольку легко тестировалось по существующим решениям предыдущих версий. 

https://urss.ru/cgi-bin/db.pl?lang=Ru&blang=ru&page=Book&id=2507#:~:text=В книге известных американских математиков-вычислителей описаны все,алгоритмы параллельных и вложенных сечений%2C разработанные А.   

Edited March 23 by Fedor

[Fedor 1,690]

Есть файл *.ova 1.32 ГБ   для virtual box где все работает и компилируется и сейчас.  Win XP и VS 2003. Не знаю как разместить  :)

Edited March 23 by Fedor

[Fedor 1,690]

Цитата

На выставке «Инвеком-92» программный комплекс «Пинега» (Pinega) был представлен как одна из передовых отечественных разработок в области конечно-элементного анализа.

 

О системе «Пинега»

Это специализированная программная среда, разработанная в Санкт-Петербурге (тогда еще ленинградскими специалистами из ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова или смежных КБ), предназначенная для:

• Прочностных расчетов: анализ напряженно-деформированного состояния (НДС) сложных инженерных конструкций.
• Судостроения: «Пинега» исторически создавалась для решения задач проектирования корпусов судов и глубоководных аппаратов, что объясняет её название (в честь северной реки).
• Метода конечных элементов (МКЭ): в программе были реализованы алгоритмы для работы с оболочечными и объемными элементами.

 

На «Инвекоме-92»

В 1992 году разработчики «Пинеги» демонстрировали переход системы с больших ЭВМ на персональные компьютеры (IBM PC-совместимые). Это было важным событием, так как:

1. Доступность: инженеры получили возможность проводить сложные расчеты на рабочих местах, не используя дорогое машинное время мейнфреймов.
2. Конкуренция: «Пинега» позиционировалась как отечественный аналог западных систем (таких как ANSYS или Nastran), но адаптированный под российские ГОСТы и специфику судостроения.
3. Визуализация: на выставке показывали возможности графического препроцессора — создание сетки конечных элементов прямо на экране монитора.

Интересный факт: В тот период «Пинега» входила в число немногих российских программ, которые реально применялись в «тяжелом» проектировании и конкурировали с западным софтом на зарождающемся IT-рынке РФ.

Были времена... Только ИИ и помнит :)

[Fedor 1,690]

https://disk.yandex.ru/d/J2CBE3Z6BbCq7g  Вот тут можно скачать файлы *.ova  для виртуальной машины :)