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Calient项目的一个重要组成部分是开发大规模通用并行软件库基于PDE的数据同化和最优控制。高效且优化算法与新旧算法的鲁棒耦合仿真代码介绍了几种软件工程挑战。我们设计了新的面向对象软件,以允许高效集成优化器和PDE求解器。几个算法和大规模PDE约束优化问题已经通过我们开发的软件包解决了将整合并扩展到我们开发的软件库。

检查以下部分当前正在开发的软件包。


rSQP公司++  rSQP++是一个面向对象的框架,它允许针对各种类型的工程建模系统。其设计用于支持许多不同的SQP算法,并允许外部专用应用程序专用线性的配置代数对象,如矩阵和线性解算器。此外,客户可以修改SQP满足其他特殊需求的算法修改rSQP中的任何源代码++框架,甚至必须重新编译现有的SQP算法。这种能力大部分已经实现通过一组精心构建的接口各种线性代数对象,如矩阵和线性解算器

为了更有效地支持并行性,我们正在添加和集成一个灵活的抽象向量rSQP++中的接口,以在向量上实现更大的灵活性实现。此矢量封装将允许完全并行线性代数。rSQP++框架具有对各种数学编程进行了基准测试问题,并已在非线性模型上演示预测控制问题及初步CVD反应器的优化。

访问rSQP++网页。

维尔蒂斯托 Veltisto也是一个SAND优化包专为PDE约束设计优化。它是PETSc的扩展库,从而为基于MPI的并行性和PETSc内的优化和PDE求解算法环境。Veltisto已通过最佳控制测试Navier-Stokes流量达到100万数百个处理器上的未知项。

访问Veltisto网页。

TRICE公司 TRICE是另一个SAND优化包,用于PDE约束优化。优化算法是无矩阵的。TRICE与应用程序通信通过一组接口。将重新实施TRICE在使用抽象向量的面向对象框架中rSQP++接口。在其他PDE约束中问题,TRICE已应用于热控制CVD反应器。

访问TRICE网页。

IPOPT公司 IPOPT是一种原始-双重内饰的实现求解大尺度非线性问题的点算法优化问题(NLP)(与AMPL和CUTEr)的形式

(1) 最小f(x)
(2) s.t.c(x)=0
(3) x_L<=x<=x_U

目标函数f:R^n-->R与等式约束条件c:R^n-->R^m(m<=n)假定为二次连续可微且可以是非线性的和非凸。在(3)中,并非所有变量都需要上下限。

访问IPOPT网页。

马尔蒂瓦克 C++库Multivac提供了一个面向对象的基于水平集方法的前方跟踪框架在两个维度上。它具有高效的算法,包括窄带水平集方法和快速行进法。几种数值积分方案是可用的,它支持相当通用的前部高级功能(“速度功能”)允许用户利用简单的速度功能。模拟由一组对象(初始化、数值求解器,速度功能等)。因此,Multivac非常灵活且易于扩展。Multivac有已成功用于野外火灾蔓延硅基纳米薄膜的建模和生长,而它的发展目前正是由这两个因素推动的应用。这是一个提供的开源代码根据GNU通用公共许可证。

访问Multivac网页。

 


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