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Lección 0 · Orientación y entorno

Nivel: inicial · Tiempo: 60 min · Prerrequisitos: terminal, Git y Python básico.

Tu punto de partida

Esta lección comprueba el entorno antes de introducir matemática o APIs. No necesitas entender todavía cómo se resuelve una PDE: solo debes demostrar que Python, DOLFINx y MPI pertenecen al mismo entorno y producen una medida global.

Objetivos

Al terminar podrás distinguir FEniCSx de FEniCS legado, explicar el recorrido UFL → FFCx/Basix → DOLFINx → PETSc/MPI y producir un reporte reproducible.

Modelo, unidades y forma fuerte

No se resuelve una PDE. El “modelo” es una malla triangular del cuadrado unidad; las coordenadas y resultados son adimensionales. La condición comprobable es que una partición serial o MPI conserve ocho celdas globales.

Forma débil

No aplica todavía. Una forma débil aparecerá en la lección 1; aquí se comprueba que los componentes capaces de compilarla y ensamblarla son compatibles.

Mapa concepto → software

Concepto Objeto
lenguaje simbólico UFL
elemento/tabulación Basix
compilación de forma FFCx
malla y espacio DOLFINx
álgebra lineal PETSc/petsc4py
memoria distribuida MPI/mpi4py

Ejemplo mínimo e inspección

Ejecuta python examples/00_sanity_check.py --output results. El script canónico es examples/00_sanity_check.py; imprime versiones, rango/tamaño MPI y número global de celdas. Repite con mpirun -n 2 y confirma que solo el rango 0 escribe el JSON.

Solver

No hay solver. Las banderas solver_converged=true significan “no requerido”, no una solución de sistema ficticia.

Verificación cuantitativa

La malla 2×2 se divide en dos triángulos por cuadrado: el total global debe ser 8, independientemente de la partición.

Visualización e interpretación

No se requiere visualización. Aprende desde ahora que una imagen de la malla no reemplaza el conteo global.

Errores frecuentes

  • Ejecutar python fuera del entorno y no encontrar DOLFINx.
  • Mezclar mpirun del sistema con mpi4py del entorno.
  • Imprimir/escribir desde todos los rangos y corromper una salida.

Ejercicios graduados

  1. Identifica la versión de cada componente y su responsabilidad.
  2. Cambia la malla a 3×2 y predice el total antes de ejecutar.
  3. Ejecuta con dos rangos y explica por qué cada proceso no posee ocho celdas.

Solución o guía

La respuesta 3×2 es 12 triángulos globales. Para la distribución consulta index_map.size_local; nunca sumes fantasmas. Compara con la solución en exercises/solutions/01_objects.py para la clasificación del ecosistema.

Fuentes, licencia y versión

API DOLFINx 0.11.0.post0. Código MIT, texto CC BY 4.0. Consulta documentación oficial.

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