Розробка вебінтерфейсу системи скінченно-елементного аналізу із використанням бібліотеки React

Abstract

UA : Робота викладена на 68 сторінці друкованого тексту, містить 31 рисунки, 1 талиця, 20 джерел, 4 додатка. Об’єкт дослідження – вебінтерфейси систем скінченно-елементного аналізу. Мета роботи – розробити легкий клієнт-серверний вебінтерфейс СЕА з використанням React для задання параметрів моделі, запуску розрахунку та перегляду результатів у браузері. Методи дослідження – аналітичний, моделювання, проєктування, програмний, обчислювальний експеримент. У роботі розглянуто проєктування та реалізацію клієнт-серверної СЕА системи для 2D стержневих моделей. Клієнтська частина виконана засобами React із трьома способами введення: форма, JSON-редактор, імпорт JSON-файлу. Серверна частина реалізована на FastAPI з обчислювальним модулем на NumPy. Підтримуються ендпоінти application/json і multipart/form-data, валідація Pydantic і повідомлення про помилки. Побудовано UML-діаграми: варіантів використання, діяльності, послідовності та розгортання. Інтерфейс має просту і логічну структуру «введення –> розрахунок –> результати», з табличним поданням переміщень/реакцій/зусиль та керуванням шарами відображення. Таким чином, розроблений вебінтерфейс забезпечує зрозумілу роботу з простими СЕА-моделями без інсталяції та авторизації, швидко виконує розрахунки, легко розширюється та підтримується завдяки мінімалістичній архітектурі й чітким API-контрактам.

EN : The work is presented on 68 pages of printed text, 31 figures, 1 table, 20 references, 4 supplements. The object of the study is web interfaces of finite element analysis systems. The aim of the study is to develop a lightweight client-server web interface for FEA using React to set model parameters, start calculations, and view results in a browser. The methods of research are analytical, modeling, design, software, computational experiment. The paper considers the the design and implementation of a client-server FEA system for 2D beam models. The client part is implemented using React with three input methods: form, JSON editor, and JSON file import. The server part is implemented on FastAPI with a computational module on NumPy. Application/json and multipart/form-data endpoints, Pydantic validation, and error messages are supported. UML diagrams have been built: use cases, activities, sequences, and deployment. The interface has a simple and logical structure of «input -> calculation > results» with a tabular representation of movements/reactions/forces and control of display layers. Thus, the developed web interface provides clear operation with simple SEA models without installation and authorization, performs calculations quickly, and is easily expandable and maintainable thanks to its minimalist architecture and clear API contracts.