Показать статистику
0 голосов
от (26.3тыс. баллов)

Мы рассматривали многие лучшие программы для алгебры, биологии, химии, геометрии Хочу добавить к этому списку и лучшие инструменты физики для системы Linux. Полагаю, что многим заинтересованным людям этот материал будет полезен. 

Каждая частица вселенной подчиняется правилам физики. Вот почему физику называют самой фундаментальной отраслью науки. Если физику считают теорией, то любая другая отрасль науки является ее применением. Если мы хотим понять нашу вселенную и, самое главное, самих себя, мы должны изучить физику. Знание физики очень практично. Итак, если мы собираемся понять физику изнутри, мы должны открыть ее, экспериментируя и анализируя записанные данные. И это тот момент, когда нам нужно использовать некоторые компьютерные программы. Есть много инструментов с открытым исходным кодом физики, доступных в Интернете. Почти все они совместимы с Linux. Итак, если вы искали лучшие физические инструменты для Linux, вы находитесь в правильном месте.

Лучшие инструменты физики для  Linux

 

Некоторые из инструментов предназначены для анализа данных, некоторые для числовых приложений,  какие-то для моделирования, а некоторые помогут вам в программировании решения различных проблем, связанных с физикой.

Gerris Flow Solver

Этот инструмент является симулятором, используемым для моделирования текущего состояния вещества. Он может даже автоматически обрабатывать произвольно сложные сплошные границы. Это программное обеспечение для физики Linux поддерживается Национальным институтом исследований воды и атмосферы и Институтом Жана ле Ронд д'Аламберта. Gerris использует продвинутую технику «встроенной границы» для решения задач потока.

Gerris Flow Solver - Физические инструменты для Linux

Ключевые особенности Gerris Flow Solver

  • Функция адаптивного уточнения сетки помогает динамически адаптировать разрешение к особенностям потока.

  • Поддерживает неограниченное количество рассеянных пассивных трассеров.

  • Имеет гибкую объектно-ориентированную спецификацию граничных условий.

  • Gerris Flow Solver может решать зависящие от времени несжимаемые уравнения Эйлера, Стокса или Навье-Стокса с переменной плотностью.

Gerris

CompHEP

 Этот программный пакет используется для автоматических вычислений, которые состоят из символьных и числовых программ. Пользователи могут создавать новые физические модели, используя инструмент LanHEP. Кроме того, процессы, рассчитанные CompHEP, могут быть связаны с PYTHIA и HERWIG как новые внешние процессы.

CompHEP

Ключевые особенности CompHEP

  • Эта программа может генерировать диаграммы Фейнмана и отображать их.

  • Имеет встроенный символьный калькулятор, который можно использовать для вычисления выражений на основе квадрата матрицы.

  • CompHEP может генерировать оптимизированные C-коды для дальнейших численных расчетов.

  • Этот инструмент может идентифицировать исходящие или входящие частицы и может соответственно выбирать процесс.

CompHEP

Tracker

Это инструмент для моделирования и анализа видео, созданный на языке программирования Java. Хотя он предназначен для студентов физического факультета, он очень популярен среди профессионалов. Он работает как программное обеспечение для редактирования видео, но может эффективно использоваться в области физики. Потому что в различных экспериментах вам нужно анализировать видеофайлы, чтобы получить желаемый результат.

 

Tracker

Основные характеристики Tracker 

  • Этот инструмент может уменьшить шум в видео и может добавлять специальные эффекты или улучшения.

  • Пользователи могут анализировать красный, зеленый и синий цвета в спектре и получать профили линий для них.

  • Если вы работаете с высокоэнергетическими частицами, множественные системы отсчёта столкновений и других движений помогут вам получить точное моделирование.

  • Поддерживает различные форматы, в том числе MOV, AVI, Flv, MP4, WMV и др.

  • Прпограмма может копировать и печатать изображения любого кадра видео под любым углом для использования в лабораториях и других документов.

Tracker 

 

FastJet

 

FastJet - это основанный на C ++ физический инструмент с открытым исходным кодом для Linux. Он предоставляет широкий спектр инструментов для поиска и анализа струй. В него встроены различные типы струйных алгоритмов. Кроме того, он может загружать дополнительные сторонние алгоритмы джетов через механизм плагинов. Он предоставляет дополнительные инструменты для определения областей струи и контроля уровня шума струй.

 

image

 

Ключевые особенности FastJet

  • FastJet имеет несколько встроенных реактивных алгоритмов, в том числе алгоритм продольно-инвариантной струи kt.

  • Имеет расширенный менеджер плагинов для установки сторонних алгоритмов.

  • Имеет MassDropTagger, CASubJetTagger для целей тегирования.

  • Поддержка оценки и вычитания фона с использованием JetMedianBackgroundEstimator и GridMedianBackgroundEstimator.

Получить FastJet

 

ASL- Advanced Simulation Library

 

Этот физический инструмент с открытым исходным кодом представляет собой платформу для мультифизического моделирования. Он также способен вычислять дифференциальные уравнения, особенно сложные PDE. Хотя вычислительный движок этого ПО написан на OpenCL, пользователям не требуется предварительное знание OpenCL. Потому что он хорошо спрятан под некоторыми классами C ++. Это позволяет любому перейти непосредственно от автоматизированного проектирования к моделированию, что сокращает усилия по предварительной обработке.

ASL

Основные характеристики ASL

  • Может быть использован для анализа виртуального зондирования, визуальной хирургии, проектов космических исследований и прочего.

  • ASL поддерживает различные типы численных методов: конечно-разностный, метод решеточных уравнений Больцмана, метод погруженной границы.

  • Он может импортировать и экспортировать файлы в различные форматы и поддерживает различные популярные компьютерные программы.

  • В нем реализован подход с сеткой без границ, который поддерживает прямой импорт файлов CAD.

Получить ASL

 

 

789 просмотров 1 ответов
от (26.3тыс. баллов)
0

PYTHIA

 

Это физический инструмент с открытым исходным кодом для компьютеров на базе Linux. PYTHIA используется для создания высокоэнергетических событий для исследовательских целей. Имеет встроенную библиотеку теорий и моделей для различных аспектов физики. Может моделировать экспериментальные последствия теоретических моделей. Также может быть использована для разработки поисковых стратегий и интерпретации экспериментальных данных.

Ключевые особенности PYTHIA

  • Способна моделировать различные явления, в том числе фрагментацию, многопартонные взаимодействия, партонные распределения и т. д.

  • Хотя она заимствует много формул, в значительной степени основана на оригинальных исследованиях.

  • Этот инструмент также поддерживает сторонние компьютерные программы через встроенные интерфейсы.

  • Может использовать элементарные частицы, чтобы показать столкновения высоких энергий между собой.

 Пифия


 

Step

 

это интерактивный симулятор физики для Linux. Поможет вам почувствовать сущность физики. Вы можете создать образец сцены с различными объектами в этой программе. Затем вы можете смоделировать воздействие различных сил, таких как гравитация или пружинная нагрузка на эти объекты. Вы даже можете вносить изменения в режиме реального времени, пока он моделирует эффекты.

шаг

Ключевые особенности Step

  • Поддержка двумерного моделирования механических явлений.

  • Различные типы генераторов силы, включая гравитацию, пружинную нагрузку, частицы и кулоновские силы.

  • Имеет расширенную функцию обнаружения столкновений, встроенную прямо в симулятор.

  • Может автоматически конвертировать между единицами и выполнять вычисления выражений.

  • Поддерживает решение уравнений до 8-го порядка, будь то явное или неявное.

  • Инструмент способен визуализировать результаты с помощью графика, метра или трассировщика.

Step

 

CP2K

 

Это бесплатный физический инструмент с открытым исходным кодом для Linux. Он даже популярен для исследований в области химии и биологии. Может выполнять сложное моделирование различных состояний материи, плоско-волновые или гауссовские вычисления. CP2K является ab-initio симулятором для молекулярной динамики.

CP2K - Физические инструменты для Linux

Ключевые особенности CP2K

  • Для линейного масштабирования молекулярных систем используется волновой метод, названный ALMO-SCF, который является очень удобным.

  • Имеет встроенные гибридные и двойные гибридные функции XC. Может даже загружать дополнительные функционалы XC через библиотеку LibXC.

  • Инструмент поддерживает силы и энергии HF, MP2 и DFT для решения сложных задач.

CP2K

 

Geant4

 

Geant4 расшифровывается как GEometry AND Tracking. Это физическое программное обеспечение Linux используется для моделирования прохождения частиц через вещество. ЦЕРН помог в разработке этой серии программного обеспечения. Geant4 реализует объектно-ориентированное программирование для решения задач физики. Помимо теоретической физики, этот инструмент в основном используется в медицинской и космической науке.

Geant4

Ключевые особенности Geant4

  • Имеется средство для хорошей обработки геометрии объекта.

  • Реакция детектора регистрируется, когда частицы проходят через него.

  • Использует мощность графического процессора компьютера для визуализации данных с использованием OpenGL.

  • Geant4 имеет мощный генератор случайных чисел для разных целей.

Geant4

 

Elmer

 

Это бесплатный инструмент моделирования, используемый в области физики. Он был создан финской организацией. Elmer используется для моделирования механики текучих сред, механики твердых конструкций, транспортировки тепла и т. д. Имеет современный графический интерфейс, который можно программировать в соответствии с потребностями.

Элмер

Ключевые особенности Elmer

  • Имеет большую коллекцию современных численных методов.

  • Имеются схемы интегрирования по времени для уравнений первого и второго порядка.

  • У Элмера есть методы решения проблем собственных значений.

  • Этот инструмент предоставляет решатели BEM  без мультипольного ускорения.

Elmer

 

Octopus

 

Octopus - очень популярный физический инструмент для Linux. Он специально используется для моделирования электронно-ионной динамики. Используемые для этого электромагнитные поля полностью зависят от времени. Многие статические свойства могут быть получены с помощью этого инструмента. Он также может использовать графические процессоры (GPU) компьютера через OpenCL и CUDA.

 

Осьминог - Физические инструменты для Linux

Ключевые особенности Octopus

  • Работает в 1D, 2D и 3D режиме.

  • Поддерживает периодические граничные условия в 1, 2 или 3 направлениях.

  • Octopus поддерживает различные типы линейных и нелинейных откликов, включая распространение по времени, формулировку Марка Касиды, формализм линейного отклика Стереймера и т. д.

  • Этот инструмент работает как с одинарной, так и с двойной точностью.

Octopus

 

McStas

 

Это программное обеспечение для нейтронно-лучевой симуляции для Linux. Этот инструмент с открытым исходным кодом используется в различных экспериментах, касающихся рассеяния нейтронов. Поддерживает язык высокого уровня, и поэтому он очень прост в использовании. Он имеет встроенный компилятор, который переведет ваши инструкции на язык ANSI-C.

McStas

Основные характеристики McStas

  • Работает быстро и плавно на любом типе устройств.

  • McStas поддерживает трехосные элементы и инструменты время пролета.

  • Имеет огромную библиотеку компонентов, включая стационарные и импульсные источники, монохроматоры / анализаторы, направляющие, коллиматоры и т. д. для рассеяния нейтронов.

  • Генерирует легко читаемые гистограммы в разных форматах.

McStas

 

OpenFOAM

 

OpenFOAM - очень популярный физический инструмент для Linux. Это библиотека C ++ и механизм моделирования. Дифференциальные уравнения в частных производных могут быть решены им без каких-либо хлопот. Он имеет множество встроенных классов C ++ для конечного объема, конечных элементов и отслеживания лагранжевых частиц. Использует код верхнего уровня, который дает вам прямое представление решаемого уравнения.

OpenFOAM

Ключевые особенности OpenFOAM

  • Имеет встроенные программы решения, такие как сгорание, теплопередача, электромагнетизм, динамика твердого тела и т.д.

  • Имеет возможность настраивать предустановленные программы и даже создавать новые.

  • Интегрированный графический интерфейс C ++ с названием FoamX.

  • Поддержка различных типов моделирования, включая лагранжево моделирование, теплофизическое моделирование, многофазное моделирование и т. д.

  • Инструмент может генерировать сетки и конвертировать или манипулировать ими соответственно.

  • OpenFOAM имеет огромный набор библиотек, которые вы получите для использования прямо из коробки.

OpenFOAM


 

ROOT

 

Его разрабатывает всемирно известный исследовательский центр CERN. Это библиотека программирования, которая работает на основе объектно-ориентированного метода. Используется для решения многих задач физики высоких энергий. ROOT изначально разрабатывался для анализа данных физики элементарных частиц. Но после постепенного процесса разработки, теперь он используется для решения некоторых астрономических задач и интеллектуального анализа данных .

ROOT - Физические инструменты для Linux

Ключевые особенности ROOT

  • Предоставляет гистограммы и графики для визуализации различных функций.

  • ROOT может визуализировать различные 2D и 3D геометрические фигуры для визуализации данных.

  • Инструмент регрессионного анализа или подбора кривой и минимизации функций.

  • Четырехвекторная вычислительная система для использования в физике высоких энергий.

  • Расширенный вариант нейронных сетей для многомерного анализа данных.

  • Пользователи могут использовать функцию распределенных вычислений для возможности параллельного анализа данных.

  • Встроенный в двух направлениях интерфейс программирования Python и Ruby .

ROOT

 

Без помощи компьютерных программ современная физика не зашла бы так далеко. Вышеуказанные инструменты очень полезны в области современной физики. Эти физические инструменты способны справляться с задачами, связанными с явлениями физики высоких энергий. Выбирайте желаемое программное обеспечение, пробуя различные варианты.

 Если у вас есть какой-то любимый физический инструмент с открытым исходным кодом, вы можете поделиться своим мнением.

1 Ответ

0 голосов
от (180 баллов)
редактировать от
Elmer действительно очень мощная программа. Есть к ней толстенный мануал, есть туториалы. Круче на эту тему из бесплатных я не встречал.Очень удобное и просто использование,пользуюсь ей уже третий год!Плюсы программы предлагает большой выбор моделируемых численных методов,имеет графический интерфейс предварительной обработки для простых установок проблем,имеет модемный программируемый графический интерфейс пользователя.
...