第二篇在Win10系统上配置有限元框架FEniCS

这篇介绍本来是应该放在基础篇的，但是这个有限元框架真的神TM难装。我弄了一周才弄好，虽然同时有上课写论文什么的，总归花了我不少时间。配置过程也遇到了特别多的问题，而且有些问题目前也只能不了了之，所以放在实战篇希望能与大家交流，更希望有大佬看到可以带飞一下QAQ

关于有限元分析和FEniCS

首先先放一下有限元分析的WIKI和FEniCS的官网：

https://en.wikipedia.org/wiki/Finite_element_method
https://fenicsproject.org/
我对有限元分析的理解就是解偏微分方程（组）。我主要是希望利用它来做一些流体计算（CFD），并且利用FEniCS的伴随算法（adjoint）库。目前我用的adjoint是自己写的，计算效率比较低，Cost Function的下降也比较慢，希望移植到FEniCS上可以获得更好的效果。这里面有大量的数学概念，如果读者希望了解需要自己先做一下功课，至少把WIKI看了。当然如果你对我现在说的东西完全是一头雾水，那我觉得你没有必要学这个，反正也用不到。在我的文章发表后，我也会把代码什么的放上来大家交流交流，或者当作一个adjoint的例子，目前在投稿阶段，敬请期待。关于有限元分析，还有一个非常好用的程序包ANSYS，可以不需要码代码在windows系统上直接操作，下次在这个博客里放一个例子作为bonus（室内PM模拟）。

(伪)在Win10下配置FEniCS

为什么说是“伪”配置呢？因为FEniCS是不能直接在Windows系统下安装的，除非从source code开始编译，后面我们也会说这个办法，不过是在Linux上尝试的，并且没有成功。首先我们需要在Win10下安装一个Ubuntu的子系统，然后再在Ubuntu下安装FEniCS。安装子系统的方法是从Microsoft官网上摘下来的：https://docs.microsoft.com/en-us/windows/wsl/install-win10

激活子系统

以管理员权限（右键->以管理员身份运行）PowerShell，找不到就用微软小娜搜一下。然后键入，回车：

Enable-WindowsOptionalFeature -Online -FeatureName Microsoft-Windows-Subsystem-Linux

然后会需要你重启一下电脑。

下载Ubuntu

这一步同样非常傻瓜，只用在应用商店（Microsoft Store）搜索Linux安装Ubuntu就可以了。

这里需要选择第一个，第一次打开Ubuntu会花上几分钟，等得太久可以敲敲回车试试，然后会需要你设置用户名和密码等。

安装FEniCS

在Ubuntu的命令行窗口输入一下命令：

sudo apt-get install software-properties-common
sudo add-apt-repository ppa:fenics-packages/fenics
sudo apt-get update
sudo apt-get install --no-install-recommends fenics

就可以了，然后为了方便测试和使用，建议再安装一下ipython3

sudo apt-get ipython3

如果想使用adjoint也可以用同样的办法安装pip3，然后用pip3 install安装 dolfin-adjoint，Ubuntu自带了vim可以用于编辑，当然你也可以在windows下编辑好，然后存到子系统路径下。子系统的根路径默认在：
C:\Users\用户名\AppData\Local\lxss
然后我们可以在命令行窗口打开ipython3，并且按照
http://www.dolfin-adjoint.org/en/latest/documentation/tutorial.html#dolfin-adjoint-tutorial
测试一下
如果遇到这样的错误：

ImportError: No module named 'fenics'
ImportError: No module named 'dolfin'

可以试试到python3下运行试试

Linux下安装dolfin遇到的报错

这部分报错是通过source code编译安装FEniCS时遇到的，与上面的东西无关。
这个报错我一直也没有解决，之前的报错可以通过选择适当的gcc, icc, cmake, boost, petsc, slepc的版本解决，或者通过管理员权限解决。直到最后一部安装dolfin时，输入：

pip install .

返回报错：

"PETSc was configured with one OpenMPI mpi.h version but now appears to be compiling using a different OpenMPI mpi.h version"

我在各种交流平台上搜了很久，也尝试了各种编译器也没有能解决这个问题。