QF_solver

Solveur FEM Python boite blanche, utilisable par CLI et API. Le projet couvre les solides TET4/TET10, les coques MITC3+/MITC4, la statique, le modal, Newmark, l'harmonique, un non-lineaire experimental et un chemin grand modele.

La version publique preparee est 0.2.0a0, correspondant au tag de release v0.2.0-alpha. Le projet vise un outil qualifiable et verifiable. Il n'est pas presente comme certifie et ne doit pas remplacer une Owner review mecanique adaptee au cas d'emploi.

Licence et attribution

Le code source de QF_solver est publie sous Apache License 2.0. La documentation et les exemples originaux sont publies sous CC BY 4.0. Les composants tiers restent regis par leurs propres licences, recensees dans THIRD_PARTY_LICENSES.md.

QF_solver est un projet personnel de Quentin Farinazzo. La licence autorise la reutilisation et l'usage commercial, mais ne constitue ni une garantie de resultat mecanique ni une certification. Les contrats publics, les regles de contribution, de securite et de signalement V&V sont disponibles dans OPEN_SOURCE_READINESS.md.

Documentation technique

Le site MkDocs local est la source detaillee unique pour les formulations, reperes locaux, solveurs, demonstrations, limites et preuves.

python -m pip install -e ".[docs]"
python .\scripts\build_docs.py --profile engineering
python .\scripts\serve_docs.py

Le dernier script ouvre directement le navigateur systeme, puis reste actif jusqu'a Ctrl+C. La construction est entierement hors ligne : MathJax, polices et ressources visuelles sont locales.

Pour verifier la publication sans lancer de serveur ni de navigateur :

python .\scripts\serve_docs.py --check

Une construction qualification refuse volontairement une source sans revision Git approuvee ou avec des exigences orphelines :

python .\scripts\build_docs.py --profile qualification

Maturite

Le tableau de bord du site calcule le nombre de tests, la campagne courante, la revision source et les verdicts au moment de la construction. La page de revue publie aussi la couverture des 61 formules critiques et distingue explicitement controle automatique, Owner review et baseline Git.

La validation engineering interne du TET4 lineaire isotrope est documentee dans la decision de revue. Une page HTML autonome rassemble aussi les tableaux, conclusions et PNG pour une lecture locale sans serveur.

Le MITC4 statique lineaire est valide pour l'usage engineering interne avec reservations, dans sa decision de revue.

Le dossier Newmark MITC4 couvre vibration libre, amortissement, impulsion, chirp, table arbitraire, contraintes de face et correlation Code_Aster. Quentin Farinazzo l'accepte avec recommandations le 2026-07-16 pour l'usage engineering interne. La revue mecanique reste une auto-revue non independante.

La configuration source, les controles passes et les reserves de la version figee sont consignes dans la baseline engineering QF_solver 0.2.0.

Installation

Installation de la version alpha distribuee sur PyPI :

python -m pip install "qf-solver==0.2.0a0"
qf-solver --version

Les fonctionnalites optionnelles s'installent avec les extras correspondants :

python -m pip install "qf-solver[mesh]==0.2.0a0"  # import Gmsh MSH 4.1
python -m pip install "qf-solver[docs]==0.2.0a0"  # outils de construction documentaire
python -m pip install "qf-solver[large]==0.2.0a0" # HDF5, PETSc et MPI

Pour contribuer ou executer la suite de tests depuis un clone du depot :

python -m pip install -e ".[test]"

Extras en mode developpement :

python -m pip install -e ".[docs]"   # documentation locale
python -m pip install -e ".[mesh]"   # import Gmsh MSH 4.1 et benchmarks mailles
python -m pip install -e ".[large]"  # HDF5, PETSc et MPI si disponibles

Python 3.10 a 3.13 est cible par la CI. Les versions de baseline sont dans requirements/.

Le code installable suit un layout src/: src/solveur porte le produit generaliste et src/mitc4 conserve le noyau historique valide utilise par l'adaptateur coque. Les choix d'architecture et la place du conteneur PETSc/MPI optionnel sont detailles dans docs/architecture.md.

La wheel PyPI contient le runtime, les exemples JSON et les registres machine-readable necessaires au fonctionnement courant. Le manuel complet, les tests et les preuves V&V restent dans le depot GitHub; construire le site ou executer qualification-readiness avec verification de tous les liens necessite donc un clone source. L'extra docs installe les outils de construction, pas une copie preconstruite du site.

Premier calcul

qf-solver check-mesh --input .\examples\tet4_static.json
qf-solver solve --input .\examples\tet4_static.json --output .\results.json
qf-solver evidence --input .\examples\tet4_static.json --output .\evidence

Sans entree Scripts dans le PATH, la forme portable equivalente est python -m solveur.cli.main. solveur-ef et main_solveur.py sont des alias deprecies conserves jusqu'a la version 0.3.0.

API publique :

from solveur.api import check_mesh, load_model, save_result, solve_model

model = load_model("examples/tet4_static.json")
report = check_mesh(model)
result = solve_model(model)
save_result(result, "results.json")

Les codes de sortie CLI stables sont 0 (accepte), 2 (entree/maillage), 3 (numerique), 4 (refus de qualification) et 5 (infrastructure).

Grands modeles

Le chemin large-scale v1 est limite a linear_static + TET4 avec materiau isotropic_3d, orthotropic_3d ou composite_orthotropic_3d homogeneise. Il utilise des tableaux compacts, HDF5/NPZ et, si installe, PETSc/MPI. La preuve orthotrope a 1 029 000 DDL est technique; le modal et Newmark distribues restent hors scope.

qf-solver generate-large-tet4-block --output model.npz --nx 20 --ny 8 --nz 8
qf-solver solve-large --input model.npz --output results_large --solver-backend matrix_free

Gmsh et benchmarks mailles

qf-solver import-mesh --mesh modele.msh --setup modele.setup.json --output modele.json
qf-solver benchmarks
qf-solver benchmark --case BM-SOL-TET4-PATCH-001 --output .\results\benchmarks

Le catalogue controle contient dix structures maillees: patch TET4, panneau mince TET4 en traction/compression, arbre circulaire TET4 en torsion, poutre TET4/TET10, cylindre de Lame TET10, Cook, Scordelis-Lo, cylindre pince, porte-a-faux dynamique et barre J2. Le registre autoritatif est qualification/benchmarks.json.

Etudes V&V avec theorie, Code_Aster et CalculiX

Le contrat V&V normalise les resultats externes, automatise les ecarts et la convergence en maillage, puis produit un rapport Markdown avec les deformees QF_solver/reference et les liens VTU :

qf-solver vnv-compare --study .\study.json --output .\results\vnv_study

Un cas TET4 de porte-a-faux avec quatre niveaux de maillage, PNG et reference analytique peut etre initialise depuis le benchmark existant :

qf-solver vnv-import-benchmark --case BM-SOL-CANTILEVER-001 --output .\VNV-TET4-CANTILEVER-ANALYTIC-001
qf-solver vnv-import-benchmark --case BM-SOL-TET4-TORSION-001 --output .\VNV-TET4-TORSION-ANALYTIC-001

L'etude de torsion contient huit comparaisons QF_solver/Saint-Venant puis une sonde h9 a 105 529 TET4, soit 4,007 fois h8. L'erreur globale L2 de contrainte descend de 29,06 % a 18,89 %; le cas est accepte pour l'usage engineering interne sous un seuil global borne a 20 %. Les pics ponctuels et singularites restent exclus.

python .\scripts\run_torsion_stress_probe.py `
  --output .\VNV-TET4-TORSION-ANALYTIC-001\stress_probe_h9 `
  --overwrite

Les formats, modeles et regles de revue sont decrits dans Etudes V&V comparees. La politique active est Code_Aster / CalculiX / theorie; les references Abaqus publiees restent historiques et ne sont pas requises. La baseline declare Quentin Farinazzo comme auteur et validateur mecanique en mode self_review; ce mode ne revendique aucune independence externe.

Verification developpeur

python -m ruff check solveur mitc4 scripts tests
python -m pytest
python -m compileall -q solveur mitc4 scripts tests qf_solver.py main_solveur.py mitc4_solver.py
python .\qf_solver.py verify --quick
python .\mitc4_solver.py verify
python .\scripts\build_docs.py --profile engineering

Le depot de developpement contient un corpus V&V de travail d'environ 12,2 Go qui n'est pas inclus dans l'archive source. Les tests marques evidence s'executent lorsque ce corpus et le manifeste documentaire genere sont presents ; dans une archive publique legere, ils sont explicitement ignores. Les tests du noyau, de l'API, de la CLI et des formulations restent obligatoires. La copie publique fournit un snapshot documentaire leger, constructible avec python -m mkdocs build --strict --clean. La commande build_docs.py regenere toutes les preuves et requiert donc le corpus V&V de developpement.

Documents de pilotage

• Prochaines etapes
• Analyse historique du solveur
• Audit de qualification industrielle
• Architecture
• Registre d'exigences
• Registre des formules
• Perimetre V&V MITC4
• Baseline engineering 0.2.0
• Cloture technique P0 documentaire
• Changelog

Les fichiers generes du site ne sont pas edites a la main. Toute valeur numerique publiee doit provenir de scripts/build_docs.py et etre reliee a son entree, sa tolerance, son verdict et son empreinte SHA-256.