Die 100 besten Linux-Softwareprogramme für Ingenieure und Wissenschaftler im Jahr 2026

MATLAB

MATLAB ist eine numerische Rechenumgebung, die auf Matrizen und einer eigenen Hochsprache basiert. Zu ihren Hauptfunktionen gehören lineare Algebra, Optimierung, Signal- und Bildverarbeitung, Statistik und grafische Darstellung sowie, über Simulink, Blockdiagrammmodellierung und Codegenerierung für Steuerungssysteme. Typische Anwender sind Regelungstechniker, Signalverarbeitungsspezialisten, Messlabore und Forscher, die Algorithmen prototypisch entwickeln, bevor sie diese in den Produktivbetrieb überführen. MATLAB ist bekannt für seine Toolboxes, die Domänenfunktionen für Bereiche von maschinellem Lernen bis zur Luft- und Raumfahrt bereitstellen. Cleve Moler entwickelte die erste Version Ende der 1970er Jahre an der University of New Mexico, um Studenten einen einfachen Zugriff auf die LINPACK- und EISPACK-Bibliotheken zu ermöglichen. Jack Little, Moler und Steve Bangert gründeten 1984 MathWorks. MATLAB ist eine kostenpflichtige kommerzielle Software. Die Version R2025b ist validiert für Ubuntu 20.04, 22.04 und 24.04, Debian 12 und 13 sowie RHEL 9 ab Version 9.2. Die Data Acquisition Toolbox und Spreadsheet Link sind unter Linux nicht verfügbar.

Besonderheiten

• Matrixbasierte Sprache mit einem sehr großen Werkzeugkatalog
• Simulink-Blockdiagramme mit Codegenerierung
• Live-Editor-Notebooks, die Code, Ergebnisse und Text kombinieren
• Parallelrechnen und GPU-Arrays mithilfe spezieller Toolboxes

Linux-Anforderungen: Getestet unter Ubuntu 20.04, 22.04 und 24.04, Debian 12 und 13 sowie RHEL 9 ab Version 9.2. Andere Distributionen mit Kernel 4.18 oder höher und glibc 2.28 oder höher werden es wahrscheinlich ausführen, jedoch mit eingeschränkter Unterstützung. Mindestens 8 GB RAM, 16 GB empfohlen; eine SSD wird dringend empfohlen. Eine zukünftige Version wird einen Prozessor mit AVX2 benötigen.

Linux-Alternative zu Mathcad, OriginPro oder sogar Microsoft Excel für die numerische Modellierung.

Wolfram Mathematica

Wolfram Mathematica ist ein technisches Rechensystem, das auf der Wolfram Language basiert, einer symbolischen Sprache, in der Algebra, Analysis, Grafik, Datenimport und Funktionen für maschinelles Lernen eine gemeinsame Syntax verwenden. Anwender arbeiten in Notebooks, die Code, Formeln, Diagramme und Text kombinieren. Physiker, Mathematiker, Ingenieure und quantitative Analysten nutzen es, um exakte Ergebnisse zu erzielen, Modelle zu testen und interaktive Dokumente zu veröffentlichen. Es ist bekannt für seine symbolische Engine und die Breite seines integrierten Wissens, darunter kuratierte Daten zu Chemie, Geographie und Physik. Stephen Wolfram veröffentlichte die erste Version im Juni 1988, und Wolfram Research entwickelt es seitdem kontinuierlich weiter. Mathematica ist eine kostenpflichtige kommerzielle Software, für die akademische Lizenzen und Standortlizenzen erhältlich sind. Es existiert eine native Linux-Version, sodass Notebooks ohne Konvertierung zwischen Linux und anderen Systemen übertragen werden können.

Besonderheiten

• Symbolische und numerische Engine in einer Sprache
• Interaktive Notizbücher mit dynamischen Steuerelementen
• Integrierte, kuratierte Datensammlungen
• Breiter Import und Export von Datenformaten

Linux-Anforderungen: Wolfram 15.0 wurde umfassend unter Ubuntu 22.04, 24.04 und 26.04, RHEL 8 bis 10, AlmaLinux 8 bis 10, Debian 11 bis 13, Fedora 43 und 44, openSUSE Leap 16 sowie SUSE Linux Enterprise Server 15 und 16 (x86-64) getestet. Andere Distributionen mit Kernel 4.18 oder höher und glibc 2.28 oder höher funktionieren wahrscheinlich ebenfalls. Neuere Distributionen benötigen möglicherweise zusätzliche Kompatibilitätsbibliotheken. Es werden ca. 23 GB Festplattenspeicher (mit lokaler Dokumentation: 10 GB ohne) und mindestens 4 GB RAM empfohlen.

Eine Linux-Alternative zu Mathcad oder Maple unter Windows.

Ahorn

Maple ist ein Computeralgebrasystem und eine numerische Umgebung für symbolische Mathematik, exakte Arithmetik, Differentialgleichungen, Optimierung und technische Dokumentation. Die Benutzeroberfläche kombiniert Text, Gleichungen, Code und Diagramme, und mit dem Add-on MapleSim lassen sich physikalische Modelle erstellen. Ingenieurstudenten und -lehrer nutzen Maple häufig, und Ingenieure verwenden es, um Formeln wie Steuerungsgesetze oder kinematische Ketten abzuleiten, bevor sie diese in Code umsetzen. Maple ist bekannt für seine leistungsstarken symbolischen Löser und seine didaktischen Werkzeuge. Die Forschung an Maple begann 1980 an der University of Waterloo in Kanada, und Maplesoft entwickelt und vertreibt es heute. Es handelt sich um kostenpflichtige kommerzielle Software; eine Linux-Version ist für Workstations und Server erhältlich.

Besonderheiten

• Symbolische Löser für Algebra, Analysis und Differentialgleichungen
• Arbeitsblätter, die Text, Mathematik und Diagramme kombinieren
• MapleSim-Add-on für die physikalische Modellierung
• Exakte Arithmetik und beliebige Genauigkeit

Linux-Anforderungen: Maple 2026 für Linux x64 empfiehlt Red Hat Enterprise Linux 8 und 9 sowie SUSE Linux Enterprise Desktop 15 mit 8 GB RAM und 10 GB Festplattenspeicher. Der Maplesoft-Lizenzmanager benötigt LSB-Kompatibilität unter Linux. Installieren Sie daher das LSB-Paket, falls bei der Aktivierung ein Host-ID-Fehler gemeldet wird.

Linux-Alternative zu Mathcad oder SMath Studio.

GNU Octave

GNU Octave ist eine freie Open-Source-Sprache und -Umgebung für numerische Berechnungen, die unter der GNU General Public License (GPL) veröffentlicht wurde. Ihre Syntax orientiert sich stark an MATLAB, sodass viele Skripte mit geringfügigen Anpassungen ausgeführt werden können. Sie deckt lineare Algebra, Differentialgleichungen, Optimierung, Signalverarbeitung und Visualisierung ab und kann C-, C++- und Fortran-Code aufrufen. Studierende, Forschende und Ingenieure nutzen sie dort, wo keine MATLAB-Lizenz verfügbar ist, beispielsweise auf gemeinsam genutzten Cluster-Knoten oder in Lehrlaboren. Octave gilt als die MATLAB-kompatibelste freie Alternative. John W. Eaton begann die Entwicklung um 1988 als Begleitsoftware für einen Kurs über die Auslegung chemischer Reaktoren; die erste öffentliche Version erschien 1993. Octave ist ein GNU-Projekt und Linux ist eine seiner Hauptplattformen.

Besonderheiten

• MATLAB-kompatible Syntax
• Paketsystem über Octave Forge
• Befehlszeile und grafische Benutzeroberfläche
• Aufrufe von C-, C++- und Fortran-Code

Linux-Anforderungen: Keine Voraussetzung. Octave ist in den gängigen Distributionen enthalten.

Linux-Alternative zu MATLAB unter Windows oder Mathcad.

Scilab

Scilab ist eine kostenlose Open-Source-Plattform für numerische Berechnungen mit eigener Skriptsprache, Matrixoperationen, Optimierung, Signalverarbeitung sowie 2D- und 3D-Grafik. Der Xcos-Editor erstellt Blockdiagramme dynamischer Systeme und entspricht damit der Funktion von Simulink in der MATLAB-Familie. Regelungstechniker, Dozenten und Anwender aus der Industrie wählen Scilab, wenn Lizenzkosten eine Rolle spielen oder eine offene Quellcodebasis benötigt wird. Scilab ist bekannt für Xcos und seine französische Forschungstradition: Forscher des INRIA, des französischen Nationalinstituts für Informatik, entwickelten es in den 1990er-Jahren. Es läuft unter Linux, Windows und macOS. Prüfen Sie vor der Portierung eines größeren MATLAB-Projekts, ob die benötigten Toolboxes vorhanden sind, da der Bibliothekskatalog kleiner ist.

Besonderheiten

• Xcos Blockdiagramm-Editor und Simulator
• Eigene Skriptsprache mit Matrixoperationen
• Zusatzmodule über das ATOMS-System
• Optimierungs- und Signalverarbeitungsfunktionen

Linux-Anforderungen: Es gibt keine besonderen Anforderungen. Pakete sind für die gängigen Distributionen verfügbar.

Linux-Alternative zu MATLAB und Simulink unter Windows bzw. Mathcad.

SageMath

SageMath ist ein kostenloses Open-Source-Mathematiksystem, das zahlreiche bestehende Bibliotheken – etwa für Algebra, Zahlentheorie, Graphentheorie und numerische Analysis – in einer gemeinsamen, Python-basierten Schnittstelle vereint. Benutzer schreiben Befehle in Notebooks oder Skripten und können spezialisierte Engines aufrufen, ohne jede einzelne erlernen zu müssen. Mathematiker, Kryptografieforscher und Dozenten nutzen SageMath, und auch Ingenieure verwenden es, wenn sie neben Python symbolische Berechnungen durchführen müssen. Es ist bekannt für sein erklärtes Ziel, eine praktikable Open-Source-Alternative zu Magma, Maple, Mathematica und MATLAB zu sein. William Stein startete das Projekt im Jahr 2005. Sage läuft nativ unter Linux, und Installationspakete oder Container vereinfachen die Anwendung.

Besonderheiten

• Python-basierte Schnittstelle zu vielen Mathematikbibliotheken
• Notebook-Schnittstelle
• Starke Kenntnisse in Zahlentheorie, Kombinatorik und Kryptographie
• Symbolische und numerische Berechnung zusammen

Linux-Anforderungen: Es gibt keine besonderen Anforderungen an die Distribution. Die Installation erfolgt üblicherweise über Distributionspakete, conda oder einen Container, und die Anzahl der Abhängigkeiten ist groß.

Linux-Alternative zu Maple und Mathematica unter Windows.

Julia

Julia ist eine freie Open-Source-Programmiersprache für numerische und wissenschaftliche Berechnungen. Dank LLVM wird sie Just-in-Time kompiliert, wodurch Schleifen und Array-Code Geschwindigkeiten erreichen, die nahezu C entsprechen, während die Syntax ähnlich wie bei MATLAB und Python bleibt. Zu ihren Hauptfunktionen gehören die Mehrfachdispatch-Funktion, ein Paketmanager, integrierte Parallelverarbeitung und die Anbindung an Bibliotheken von C, Fortran und Python. Forscher nutzen Julia für Differentialgleichungen, Optimierung, Klima- und quantitative Modellierung, während Ingenieure damit schnelle Prototypen erstellen, die nicht neu geschrieben werden müssen. Julia ist bekannt dafür, das Zwei-Sprachen-Problem zu lösen. Jeff Bezanson, Stefan Karpinski, Viral Shah und Alan Edelman begannen die Entwicklung am MIT und kündigten Julia 2012 an. Version 1.0 erschien im August 2018. Offizielle Linux-Binärdateien sind verfügbar.

Besonderheiten

• Mehrfachauslösung als Kerndesign
• Just-in-Time-Kompilierung durch LLVM
• Eingebauter Paketmanager
• Native Parallelverarbeitung und GPU-Unterstützung durch Pakete

Linux-Anforderungen: Keine Voraussetzung. Offizielle Linux-Binärdateien stehen zum Download bereit.

Linux-Alternative zu MATLAB unter Windows oder Mathcad.

R

R ist eine freie Open-Source-Sprache und -Umgebung für statistische Berechnungen und Grafiken. Sie bietet Dataframes, lineare und nichtlineare Modellierung, Zeitreihenanalyse, Hypothesentests, Clustering und ein Grafiksystem. Tausende von Zusatzpaketen auf CRAN erweitern die Funktionalität auf nahezu jedes Fachgebiet. Statistiker, Biologen, Sozialwissenschaftler und Ingenieure nutzen R, um Experimente zu planen, Messungen zu analysieren und reproduzierbare Berichte zu erstellen. R ist bekannt für sein Paketarchiv und das Grafikpaket ggplot2. Ross Ihaka und Robert Gentleman entwickelten R Anfang der 1990er-Jahre an der Universität Auckland, angelehnt an die Programmiersprache S. Mit Version 1.0 im Jahr 2000 wurde R zu einem GNU-Projekt. Unter Linux wird R über die Distributionspakete installiert, und Rscript führt Analysen unbeaufsichtigt aus, was sich besonders für Cluster-Jobs eignet.

Besonderheiten

• Datenrahmen und formelbasierte Modellierung
• CRAN-Paketarchiv
• ggplot2 und ein flexibles Grafiksystem
• R Markdown für reproduzierbare Berichte

Linux-Anforderungen: Es wird kein Basissystem benötigt. Pakete, die aus dem Quellcode kompiliert werden, benötigen einen C-, C++- oder Fortran-Compiler sowie Entwicklungsbibliotheken.

Linux-Alternative zu Minitab (teilweise), JMP oder IBM SPSS Statistics.

FreeCAD

FreeCAD ist ein kostenloser Open-Source-3D-Modellierer mit parametrischen Funktionen. Seine Arbeitsbereiche decken Teilekonstruktion, Skizzieren, Baugruppen, 2D-Zeichnungen, Architektur, Finite-Elemente-Analyse, CAM-Pfade und vieles mehr ab. Nahezu jede Funktion ist über Python-Skripte zugänglich. Konstrukteure, Entwickler, Architekten und Forscher nutzen FreeCAD, um bearbeitbare Modelle zu erstellen und STEP- oder STL-Dateien auszutauschen. Es ist bekannt für seine modulare Architektur und gilt als der umfassendste kostenlose parametrische Modellierer. Jürgen Riegel, Werner Mayer und Yorik van Havre begannen die Entwicklung um 2002, und Version 1.0 erschien im November 2024. Version 1.1 folgte am 25. März 2026, dann 1.1.1. FreeCAD läuft nativ unter Linux.

Besonderheiten

• Parametrische, historienbasierte Modellierung
• Arbeitsumgebungen für Teilekonstruktion, Montage, Zeichnungen, FEM und CAM
• Python-Konsole und Makroaufzeichnung
• Import und Export von STEP-, IGES- und STL-Dateien

Linux-Anforderungen: Keine Distributionsanforderungen. Ein Grafiktreiber mit funktionierendem OpenGL wird benötigt. Installation über Distributionspakete oder Flatpak möglich.

Linux-Alternative zu SolidWorks, Autodesk Inventor oder Autodesk Fusion.

OpenSCAD

OpenSCAD ist ein kostenloser Open-Source-Volumenmodellierer, mit dem man Bauteile durch Code beschreibt, anstatt sie zu zeichnen. Primitive, boolesche Operationen, Schleifen und Variablen erzeugen die Geometrie, und das Programm exportiert STL-Dateien und andere Formate. Es wird von Konstrukteuren von Vorrichtungen, Gehäusen, mechanischen Bausätzen und parametrischen Bauteilfamilien verwendet, insbesondere wenn Maße durch Bearbeiten einer Zahl geändert werden müssen und die Konstruktion versionskontrolliert sein muss. OpenSCAD ist bekannt für seinen textbasierten Ansatz und die große Community geteilter Konstruktionen. Clifford Wolf startete das Projekt um 2009, und Marius Kintel pflegt es seit vielen Jahren. Da es keine Freiformflächen unterstützt, eignen sich andere Programme besser für die Erstellung organischer Formen. OpenSCAD läuft nativ unter Linux.

Besonderheiten

• Im Code definierte Geometrie
• Boolesche Operationen auf primitiven Datentypen
• Variablen und Schleifen für parametrische Designs
• Ein Anpassungsbereich zur Änderung von Parametern ohne Codebearbeitung.

Linux-Anforderungen: Keine Voraussetzung. In den gängigen Distributionen verfügbar.

Linux-Alternative zu SolidWorks, Autodesk Fusion für einfache parametrische Bauteile.

CadQuery

CadQuery ist eine kostenlose Open-Source-Python-Bibliothek für parametrisches CAD, basierend auf dem OpenCascade-Geometriekern. Ein Modell ist ein Skript, das Skizzen, Extrusionen, Verrundungen und boolesche Operationen verknüpft. Das Ergebnis kann in STEP, STL und anderen Formaten exportiert werden. Ingenieure, die CAD in einen automatisierten Workflow integrieren möchten, nutzen CadQuery beispielsweise zur Generierung von Bauteilfamilien, zur Durchführung von Optimierungsschleifen oder zum Testen von Designs in der kontinuierlichen Integration. Die Bibliothek zeichnet sich durch ihre intuitive und lesbare Benutzeroberfläche sowie die Behandlung von Designs als Code aus. Das Projekt startete in den 2010er-Jahren und wird von einer aktiven Community weiterentwickelt. Für die Installation unter Linux werden lediglich Python und das Paket benötigt.

Besonderheiten

• Fluent Python-Schnittstelle
• OpenCascade-Geometriekernel
• Export nach STEP und STL
• Funktioniert in Jupyter-Notebooks und in einem dedizierten Editor.

Linux-Anforderungen: Es werden keine weiteren Voraussetzungen außer einer unterstützten Python-Installation erfüllt.

Linux-Alternative zu SolidWorks und Autodesk Inventor mit ihren Makro- oder Regelschnittstellen.

SolveSpace

SolveSpace ist ein kostenloses Open-Source-CAD-Programm mit parametrischer Geometrie und Constraint-Solver für 2D-Skizzen und 3D-Baugruppen. Es unterstützt Extrusionen, Rotationen, Boolesche Operationen, verknüpfte Teile sowie den Export von 2D-Zeichnungen und 3D-Formaten. Konstrukteure, Hersteller und Ingenieure nutzen es für kinematische Layouts und die Bearbeitung kleiner Teile, wo ein schnelles und ressourcenschonendes Werkzeug einer umfangreichen Software-Suite vorzuziehen ist. Es ist bekannt für seine geringe Größe, den schnellen Start und die zuverlässige Constraint-Lösung. Jonathan Westhues entwickelte und veröffentlichte es um 2008; seitdem wird es von einer Community weiterentwickelt. Es läuft nativ unter Linux.

Besonderheiten

• Constraint-basiertes 2D-Skizzieren
• 3D-parametrische Volumenkörper und Baugruppen
• Export von 2D-Zeichnungen und Netzdateien
• Sehr kleine Installation

Linux-Anforderungen: Keine Voraussetzung. Pakete sind für die gängigen Distributionen verfügbar.

Linux-Alternative zu: Autodesk Fusion, SolidWorks für kleine Mechanismen.

BRL-CAD

BRL-CAD ist ein kostenloses Open-Source-System zur Volumenmodellierung, das auf konstruktiver Festkörpergeometrie basiert. Es verfügt über eine befehlsorientierte Benutzeroberfläche, Geometriekonverter, einen Raytracer und Analysewerkzeuge. Festkörper werden durch die Kombination von Primitiven mit booleschen Operationen modelliert. BRL-CAD berechnet, wie Strahlen oder Projektile ein Modell durchdringen. Es wird von Verteidigungsforschern, Sicherheitsanalysten und Ingenieuren eingesetzt, die exakte Festkörpergeometrien benötigen. Bekannt ist es für sein Alter und seine Raytracing-Engine. Die Entwicklung begann 1979 im US Army Ballistic Research Laboratory unter der Leitung von Mike Muuss, und der Code wurde 2004 als Open Source veröffentlicht. BRL-CAD läuft nativ unter Linux.

Besonderheiten

• Konstruktive Festkörpergeometrie-Modellierung
• Raytracing und strahlenbasierte Analyse
• Geometrieumrechner
• Kommandozeilenorientierter Modellierer und grafischer Editor

Linux-Anforderungen: Keine Voraussetzung. Wird aus dem Quellcode kompiliert, und es existieren Pakete für verschiedene Distributionen.

Linux-Alternative zu: Rhinoceros, SolidWorks für Aufgaben der Volumenmodellierung.

Onshape

Onshape ist ein professionelles parametrisches CAD- und Datenmanagementsystem, das vollständig im Webbrowser läuft. Auf einem Linux-Rechner muss daher außer dem Browser keine weitere Software installiert werden. Es deckt die Bereiche Teile, Baugruppen, Zeichnungen, Blechbearbeitung, Flächenmodellierung und Konfigurationen ab und bietet integrierte Versionskontrolle sowie die Möglichkeit zur gleichzeitigen Bearbeitung durch mehrere Benutzer. Produktentwicklungsteams, Startups, Hochschulen und verteilte Ingenieurteams nutzen Onshape. Es gilt als erstes vollständig cloudbasiertes 3D-CAD-System. Ehemalige Führungskräfte von SolidWorks, darunter Jon Hirschtick, gründeten das Unternehmen 2012, brachten das Produkt 2015 auf den Markt und wurden 2019 von PTC übernommen. Onshape wird im Abonnement angeboten. Für die nichtkommerzielle Nutzung gibt es einen kostenlosen Tarif, in dem alle Dokumente öffentlich zugänglich sind. Eine Internetverbindung ist erforderlich.

Besonderheiten

• Vollständige Cloud-Architektur
• Verzweigung, Zusammenführung und Versionsverlauf sind integriert
• Echtzeit-Zusammenarbeit
• FeatureScript für benutzerdefinierte Modellierungsfunktionen

Linux-Anforderungen: Sie benötigen lediglich einen aktuellen Webbrowser und eine Internetverbindung. Es ist nichts lokal installiert.

Linux-Alternative zu SolidWorks, Autodesk Inventor oder PTC Creo.

LinuxCNC

LinuxCNC ist eine kostenlose Open-Source-Maschinensteuerung, die Fräsmaschinen, Drehmaschinen, Oberfräsen, Plasmaschneidanlagen, Roboter und andere Bewegungssysteme von einem PC aus ansteuert. Sie interpretiert G-Code, plant koordinierte Bewegungsabläufe, nutzt eine Echtzeitschicht für präzises Timing und bietet konfigurierbare Bedienoberflächen sowie eine Hardware-Abstraktionsschicht. Werkstätten, Universitäten und Hersteller von Sondermaschinen setzen sie ein, um proprietäre Steuerungen zu vermeiden. Sie ist dafür bekannt, auf herkömmlicher PC-Hardware mit einem Echtzeitkernel zu laufen. Das Projekt geht auf den Enhanced Machine Controller zurück, der in den 1990er-Jahren am US-amerikanischen National Institute of Standards and Technology (NIST) entwickelt wurde, und erhielt 2011 den Namen LinuxCNC. Wie der Name schon sagt, läuft sie unter Linux.

Besonderheiten

• G-Code-Interpreter
• Echtzeit-Bewegungsplanung
• Hardware-Abstraktionsschicht zur Verdrahtung von Maschinen
• Mehrere Bedienerschnittstellen wie AXIS

Linux-Anforderungen: Für den Betrieb der Maschinen wird ein Echtzeitkernel benötigt: PREEMPT-RT, RTAI oder Xenomai. Das Projekt stellt installierbare ISO-Images auf Basis von Debian 13 Trixie und Debian 12 Bookworm mit einem PREEMPT-RT-Kernel bereit. LinuxCNC 2.9 wird unter Debian 9 oder älter nicht unterstützt. Auf einem Standardkernel läuft es nur im Simulationsmodus.

Linux-Alternative zu Mach3 und Mach4.

Ansys Mechanical

Ansys Mechanical ist die Produktfamilie für Strukturanalysen innerhalb der Ansys-Simulationssuite. Sie wird über den befehlsgesteuerten Solver Mechanical APDL und die grafische Benutzeroberfläche Workbench bereitgestellt. Die Software deckt statische, modale, harmonische, transiente, thermische, Kontakt- und nichtlineare Analysen ab und bietet Anbindungen an Optimierung und weitere physikalische Verfahren. Konstrukteure und Analysten in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, der Energiewirtschaft und der Elektronik nutzen Ansys Mechanical. Große Modelle werden auf Clustern ausgeführt. Ansys Mechanical ist bekannt für seine lange Geschichte und die große Bandbreite seiner Elementbibliothek. John Swanson gründete 1970 Swanson Analysis Systems, aus dem später Ansys hervorging. Es handelt sich um kostenpflichtige kommerzielle Software. Version 2026 R1 wird unterstützt auf RHEL 8.8, 8.10, 9.4 und 9.6, SLES 15 SP5 bis SP7, Ubuntu 22.04 und 24.04 sowie Rocky Linux 8.10, 9.4 und 9.6.

Besonderheiten

• Befehlsgesteuerte APDL und grafische Workbench
• Nichtlinearer Kontakt und große Verformung
• Kopplung an thermische und fluidtechnische Analysen
• Parametrische Studien und Optimierung

Linux-Anforderungen: Release 2026 R1 listet RHEL 8.8, 8.10, 9.4 und 9.6, SLES 15 SP5 bis SP7, Ubuntu 22.04 und 24.04 sowie Rocky Linux 8.10, 9.4 und 9.6 auf. Nicht alle Produkte sind auf allen Linux-Plattformen verfügbar.

Linux-Alternative zu SolidWorks Simulation oder Autodesk Inventor Nastran.

Abaqus

Abaqus ist eine Finite-Elemente-Software-Suite von Dassault Systèmes SIMULIA. Abaqus/Standard dient der impliziten Analyse, Abaqus/Explicit der Simulation schneller, hochgradig nichtlinearer Ereignisse. Die Software behandelt Kontakt, große Verformungen, Plastizität, Gummi und Verbundwerkstoffe und koppelt strukturelle, thermische und weitere Effekte. Ingenieure aus der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Biomedizin- und Materialwissenschaft nutzen Abaqus für Crash-, Umform-, Dichtungs- und Bruchprobleme. Die Software ist bekannt für ihre zuverlässige nichtlineare Konvergenz und für benutzerdefinierte Subroutinen zur Erweiterung des Materialverhaltens. David Hibbitt, Bengt Karlsson und Paul Sorensen gründeten das Unternehmen 1978, Dassault Systèmes übernahm es 2005. Abaqus ist eine kostenpflichtige kommerzielle Software. Das Leibniz-Rechenzentrum betreibt Abaqus 2026 auf seinen Linux-Clustern unter Slurm.

Besonderheiten

• Implizite und explizite Löser
• Erweiterte Kontakt- und Materialmodelle
• Benutzersubroutinen zur Erweiterung des Verhaltens
• Skripterstellung mit Python

Linux-Anforderungen: Der Hersteller veröffentlicht für jede Version eine Plattformmatrix. Am Leibniz-Rechenzentrum läuft die Version 2026 auf SLES 15 SP4 oder neuer.

Linux-Alternative zu SolidWorks Simulation oder Autodesk Inventor Nastran.

COMSOL Multiphysik

COMSOL Multiphysics ist eine Finite-Elemente-Umgebung, die physikalische Effekte wie Wärme, Strukturen, Fluide, Elektromagnetik, Akustik und chemischen Transport in einem Modell koppelt. Ein Modell- und ein Anwendungs-Builder sowie Zusatzmodule für spezifische Anwendungsbereiche unterstützen die Arbeit, und Modelle lassen sich in Anwendungen umwandeln. Forscher, Produktentwickler und Lehrende nutzen COMSOL, insbesondere bei der Interaktion mehrerer physikalischer Phänomene. Die Software zeichnet sich durch ihre flexible Gleichungsbasis und die einfache Kopplung aus. COMSOL wurde 1986 in Stockholm gegründet, startete unter dem Namen Femlab und trägt seit 2005 den heutigen Namen. Es handelt sich um kostenpflichtige kommerzielle Software. COMSOL unterstützt die LTS-Versionen von Ubuntu, Debian und RHEL und bietet nach deren ursprünglicher LTS-Phase keinen Support mehr für diese Distributionen.

Besonderheiten

• Modellgenerator mit einheitlichem Workflow
• Gleichungsbasierte Kopplung der Physik
• Anwendungsgenerator zum Veröffentlichen von Modellen als Apps
• Zusatzmodule für spezifische Felder

Linux-Anforderungen: Unterstützte LTS-Versionen von Ubuntu, Debian und RHEL. Keine Verlängerung des Supports für Distributionen nach Ablauf ihrer ursprünglichen LTS-Phase.

Linux-Alternative zu SolidWorks Simulation, Autodesk CFD.

Simcenter Nastran

Simcenter Nastran ist der Solver von Siemens innerhalb der Nastran-Familie. Er eignet sich für lineare und nichtlineare Statik, Dynamik, Akustik, Rotordynamik, Aeroelastizität, thermische Analysen und Optimierungen und kann sowohl eigenständig als auch in Simcenter 3D ausgeführt werden. Ingenieure aus der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, der Elektronikbranche und dem Schwermaschinenbau nutzen ihn für große Strukturmodelle. Nastran entstand in den 1960er-Jahren im Rahmen von NASA-geförderten Arbeiten zur Strukturanalyse von Luft- und Raumfahrzeugen. Anschließend entwickelten mehrere Unternehmen kommerzielle Versionen. Die Siemens-Version basiert auf NX Nastran und ist kostenpflichtige Software. Die Nastran-Produktfamilie läuft unter Windows und Linux und eignet sich daher für Stapelverarbeitung auf Servern, während die Modelle auf Workstations vorbereitet werden.

Besonderheiten

• Lineare und nichtlineare Lösungen
• Dynamik, Akustik und Rotordynamik
• Aeroelastizität
• Optimierung

Linux-Anforderungen: Es konnte keine öffentliche Siemens-Plattformliste für den Standalone-Solver gefunden werden. Die Nastran-Produktlinie läuft unter Windows und Linux, und Siemens stellt den Kunden für jede Version die genaue Distributionsliste zur Verfügung. Fordern Sie daher vor der Installation die Matrix für Ihre Version an.

Linux-Alternative zu Autodesk Inventor Nastran und SolidWorks Simulation.

LS-DYNA

LS-DYNA ist ein universelles Finite-Elemente-Programm für transiente Simulationen mit einem leistungsstarken expliziten und einem impliziten Solver. Es simuliert Crashsicherheit, Metallumformung, Aufprall-, Explosions- und Falltests sowie Erdbebenreaktionen mit einer Vielzahl von Material- und Kontaktmodellen. Es wird von Automobil-Crashteams, Luft- und Raumfahrtingenieuren, Verteidigungsanalysten und Forschern eingesetzt und skaliert problemlos über mehrere Clusterknoten. Es ist bekannt für die Crashsimulation ganzer Fahrzeuge. John Hallquist begann die Arbeit 1976 am Lawrence Livermore National Laboratory mit DYNA3D, gründete 1987 die Livermore Software Technology Corporation, die 2019 von Ansys übernommen wurde. LS-DYNA ist eine kostenpflichtige kommerzielle Software. Unter Linux läuft der Solver im Shared- und Distributed-Modus. Laut Ansys-Mitarbeitern wurde die Workbench-Oberfläche unter Linux in Version 2022 R2 nicht vollständig unterstützt, weshalb Teams häufig Eingabedateien über die Kommandozeile ausführen.

Besonderheiten

• Explizite Zeitintegration mit impliziter Option
• Viele Kontakt- und Materialmodelle
• Gitterfreie und Partikelmethoden
• Gemeinsamer und verteilter Speicherparallelismus

Linux-Anforderungen: Ansys gibt an, dass die Solver unter RHEL 9.4 unterstützt werden. Ein Ansys-Mitarbeiter erklärte 2023, dass Rocky Linux nicht unterstützt werde. Bitte prüfen Sie die aktuelle Ansys-Plattformmatrix.

Linux-Alternative zu Abaqus Explicit und Altair Radioss unter Windows.

Code_Aster

Code_Aster ist ein kostenloser Open-Source-Finite-Elemente-Solver für Struktur- und thermomechanische Analysen, der vom französischen Energiekonzern EDF unter der GPL veröffentlicht wird. Er deckt nichtlineare Mechanik, Ermüdung, Bruchmechanik, Kontaktmechanik, Dynamik und gekoppelte thermomechanische Probleme ab und verfügt über eine Befehlssprache, die jede Berechnung skriptbasiert durchführt. Nuklear-, Bau- und Maschinenbauingenieure nutzen ihn häufig über die Salome-Meca-Plattform. Er ist bekannt für seine umfassende Abdeckung physikalischer Modelle und seine langjährige Erfahrung in der Kernkraftwerksforschung. EDF begann die Entwicklung 1989 und veröffentlichte Code_Aster 2001 als Open Source. Die Einarbeitung ist anspruchsvoll, und ein Teil der Dokumentation ist auf Französisch. Code_Aster läuft unter Linux, wo Distributionen und Container die gängigste Installationsmethode darstellen.

Besonderheiten

• Nichtlineare Mechanik, Ermüdung und Bruch
• Gekoppelte thermomechanische Analyse
• Befehlsdateien in Python
• Salome-Meca-Integration

Linux-Anforderungen: Es gibt keine besonderen Anforderungen. Salome-Meca-Distributionen und -Container sind der übliche Weg.

Eine Linux-Alternative zu Abaqus oder Ansys Mechanical unter Windows.

CalculiX

CalculiX ist ein kostenloses Open-Source-Programm für Finite-Elemente-Berechnungen mit einem Solver namens CCX und einem grafischen Prä- und Postprozessor namens CGX. Der Solver liest ein Eingabeformat, das dem von Abaqus ähnelt, und führt lineare und nichtlineare Statik-, Dynamik-, Wärmeübertragungs-, Kontakt- und einige gekoppelte Analysen durch. Studierende, kleine Ingenieurbüros und Forscher nutzen es für kleine und mittlere Modelle ohne Lizenzkosten. Es ist bekannt für seine Abaqus-ähnliche Syntax, die den Einstieg für Nutzer dieses Programms erleichtert. Guido Dhondt entwickelte den Solver und Klaus Wittig den Präprozessor ab Ende der 1990er Jahre. Viele Anwender verwenden es in Kombination mit Gmsh oder SALOME zur Vernetzung. Es ist für Linux über Distributionspakete und als Quellcode verfügbar.

Besonderheiten

• Separater Solver und Präprozessor
• Abaqus-ähnliches Eingabeformat
• Statik, Dynamik, Wärmeübertragung und Kontakt
• Lichtinstallation

Linux-Anforderungen: Keine Voraussetzung. Die Pakete sind in den gängigen Distributionen enthalten.

Linux-Alternative zu SolidWorks Simulation, Autodesk Inventor Nastran oder Abaqus unter Windows.

Elmer FEM

Elmer ist ein kostenloses Open-Source-Multiphysik-Finite-Elemente-Paket des finnischen IT-Zentrums für Wissenschaft (CSC). Seine Solver decken Wärmeübertragung, Strömungsmechanik, Strukturmechanik, Elektromagnetik, Akustik und weitere Bereiche ab und koppeln diese parallel in einem einzigen Durchlauf mittels MPI. Forscher und Ingenieure, die ungewöhnliche physikalische Kopplungen benötigen oder einen Solver durch benutzerdefinierten Code modifizieren möchten, nutzen Elmer. Elmer ist bekannt für seine flexible Kopplungsmöglichkeit und seine Anwendung in der Gletscher- und Mikrosystemforschung. Die Entwicklung begann 1995 in Zusammenarbeit mit finnischen Universitäten, Forschungsinstituten und der Industrie. CSC veröffentlichte den Code 2005 als Open Source. Elmer läuft unter Linux und bietet mit ElmerGUI eine grafische Benutzeroberfläche.

Besonderheiten

• Gekoppelte Multiphysik in einem Durchlauf
• Parallele Ausführung über MPI
• ElmerGUI-Frontend
• Benutzerfunktionen in Fortran

Linux-Anforderungen: Keine Vertriebsvoraussetzungen. Für die parallele Nutzung wird eine MPI-Bibliothek benötigt.

Linux-Alternative zu COMSOL Multiphysics und Ansys Workbench unter Windows.

FEniCSx

FEniCSx ist eine kostenlose Open-Source-Plattform zur Lösung partieller Differentialgleichungen mit der Finite-Elemente-Methode. Nutzer formulieren die Variationsform eines Problems in Python, woraufhin das System effizienten Low-Level-Code generiert, diesen assembliert und parallel löst. Als Kernbibliothek dient DOLFINx. Forscher in angewandter Mathematik, Mechanik und Geophysik nutzen FEniCSx für neue Modelle und Diskretisierungen. Die Plattform ist dafür bekannt, dass Gleichungen nahezu in ihrer mathematischen Form dargestellt werden können. Das FEniCS-Projekt entstand 2003 an der University of Chicago und der Technischen Universität Chalmers, und FEniCSx ist die neueste Generation dieser Plattform. Sie wird hauptsächlich unter Linux entwickelt und kann über conda, Docker oder Distributionspakete installiert werden.

Besonderheiten

• Gleichungen in Form von Variationsformen
• Automatische Codegenerierung
• Parallelmontage
• Python-Schnittstelle

Linux-Anforderungen: Keine Distribution erforderlich. Installation über conda, Docker oder Distributionspakete, mit MPI für parallele Ausführungen.

Linux-Alternative zu COMSOL Multiphysics, MATLAB PDE Toolbox.

Gmsh

Gmsh ist ein kostenloser Open-Source-Netzgenerator mit integrierter CAD-Engine, einer skriptfähigen Geometriesprache, einer Python- und C++-Schnittstelle sowie einem Postprozessor. Er erzeugt ein-, zwei- und dreidimensionale Finite-Elemente-Netze mit Größenfeldern zur Steuerung der Elementdichte und generiert Formate für zahlreiche Solver. Ingenieure und Forscher nutzen ihn in Verbindung mit Solvern wie CalculiX, Elmer und FEniCSx sowie als Kommandozeilen-Vernetzer in automatisierten Pipelines. Gmsh ist bekannt für die Qualität seiner Vernetzungsalgorithmen und seine geringe Größe sowie die gute Skriptfähigkeit. Entwickelt wurde es von Christophe Geuzaine und Jean-François Remacle, die die erste Version 1996 veröffentlichten. Es steht unter der GPL und läuft nativ unter Linux.

Besonderheiten

• Eingebaute CAD-Engine
• Skriptsprache für Geometrie- und Netzsteuerung
• Größenfelder für die Elementdichte
• Schnittstellen für Python, C++ und Julia

Linux-Anforderungen: Keine Voraussetzung. Der Grafikmodus benötigt OpenGL.

Linux-Alternative zu Altair HyperMesh, Ansys Meshing oder Pointwise.

SALOME

SALOME ist eine freie Open-Source-Plattform für die Vor- und Nachbearbeitung numerischer Simulationen. Ihre Module umfassen Geometrieerstellung und -reparatur, Vernetzung, Visualisierung und die Anbindung an Solver. Die gesamte Prozesskette wird über Python-Konsolenskripte gesteuert. Ingenieure, die Code_Aster, Code_Saturne oder andere Open-Source-Solver verwenden, arbeiten mit SALOME. Die Salome-Meca-Distribution enthält SALOME zusammen mit Code_Aster. SALOME ist bekannt für die Kombination des Geometriekerns von Open Cascade mit einem integrierten Studien-Workflow. Die Entwicklung von SALOME begann um das Jahr 2000 und wurde von CEA, EDF und Open Cascade initiiert. SALOME ist unter der LGPL lizenziert und läuft hauptsächlich auf Linux.

Besonderheiten

• Geometrie-, Netz- und Visualisierungsmodule
• Python-Konsole für skriptbasierte Studien
• OPEN CASCADE Geometriekernel
• Kopplung an Code_Aster

Linux-Anforderungen: Das Projekt veröffentlicht Binärdateien für bestimmte Distributionen, beispielsweise Debian, CentOS, Fedora und Ubuntu LTS (Versionen 9.x) sowie eine universelle Linux-Binärdatei mit minimalen Anforderungen an die glibc-Bibliothek. Die Binärdateien funktionieren möglicherweise auch auf anderen Distributionen wie RHEL, dies wird jedoch nicht garantiert. Die aktuelle Liste finden Sie auf der Downloadseite.

Linux-Alternative zu Ansys SpaceClaim, Altair HyperMesh und Siemens Femap.

ParaView

ParaView ist eine kostenlose Open-Source-Anwendung zur Visualisierung großer wissenschaftlicher Datensätze. Sie basiert auf der VTK-Bibliothek und bietet Funktionen wie Schnittdarstellung, Konturen, Stromlinien, Volumenrendering, Animationen und eine Python-Skriptschnittstelle. Im Client-Server-Modus wird die rechenintensive Verarbeitung auf Clusterknoten ausgeführt, während der Benutzer auf einem Laptop arbeitet. Simulationsingenieure, Physiker und Klimaforscher nutzen ParaView zur Ergebnisanalyse, und es ist der Standard-Viewer für OpenFOAM-Anwendungen. ParaView ist bekannt für die Verarbeitung von Datensätzen, die für einen einzelnen Rechner zu groß sind. Entwickelt wurde ParaView von Kitware in Zusammenarbeit mit dem Los Alamos National Laboratory und mit Fördermitteln des US-Energieministeriums. Die erste Version erschien 2002. ParaView läuft nativ unter Linux.

Besonderheiten

• Client-Server-Betrieb
• Python-Skripting
• In-situ-Visualisierung
• Lesegeräte für die meisten Simulationsformate

Linux-Anforderungen: Keine Voraussetzung. Headless-Server verwenden Off-Screen-Rendering-Builds.

Linux-Alternative zu Tecplot 360, Ansys CFD-Post oder Altair HyperView.

Besuchen

VisIt ist ein kostenloses Open-Source-Tool zur parallelen Visualisierung und Analyse von Daten. Es bietet Diagramme, Schnitte, Abfragen, Ausdrücke und Skripte und ist für die Verarbeitung sehr großer, netzbasierter Daten auf verteilten Systemen konzipiert. Physiker, Ingenieure und Informatiker an nationalen Forschungseinrichtungen und Universitäten nutzen es zur Analyse von Ergebnissen, die nicht auf einen Laptop übertragen werden können. Bekannt ist VisIt für seine Entstehung im Rahmen des Programms „Advanced Simulation and Computing“ des US-Energieministeriums. Das Lawrence Livermore National Laboratory begann das Projekt um das Jahr 2000. Es wird üblicherweise auf Clustern unter Linux ausgeführt.

Besonderheiten

• Paralleles Rendern großer Netze
• Ausdruckssprache
• Abfragen und Skripte
• Unterstützung für viele wissenschaftliche Dateiformate

Linux-Anforderungen: Keine Voraussetzung. Installation erfolgt üblicherweise über die Projektbinärdateien auf Clustern.

Linux-Alternative zu Tecplot 360 oder EnSight.

Tecplot 360

Tecplot 360 ist ein kommerzielles Grafik- und Visualisierungspaket für CFD- und Testdaten. Es bietet XY-, 2D- und 3D-Diagramme, Konturen, Stromlinien, Animationen und eine Makrosprache. Die Python-Schnittstelle PyTecplot automatisiert die Berichtserstellung. Ingenieure aus der Luft- und Raumfahrt, dem Turbomaschinenbau und der Automobilindustrie nutzen es für hochwertige Diagramme und zum Vergleich von Simulationen mit Messungen. Es ist bekannt für seinen speziell für CFD optimierten Workflow und das SZL-Dateiformat. Tecplot 360 wird seit den 1980er-Jahren von Tecplot, Inc. entwickelt. Tecplot 360 ist kostenpflichtig. Der Anbieter gibt als Betriebssysteme RHEL 8 und 9, Rocky Linux 8 und 9, Ubuntu 22.04 und 24.04 LTS sowie SUSE Linux Enterprise Desktop 15 an.

Besonderheiten

• XY-, 2D- und 3D-Plotten in einem Werkzeug
• PyTecplot für die Automatisierung
• Makrosprache
• Vulkan-Rendering-Engine

Linux-Anforderungen: RHEL 8 und 9, Rocky Linux 8 und 9, Ubuntu 22.04 und 24.04 LTS, SUSE Linux Enterprise Desktop 15.

Linux-Alternative zu Ansys CFD-Post und OriginPro.

Ansys Fluent

Ansys Fluent ist ein universeller, kommerzieller CFD-Solver. Er eignet sich für inkompressible und kompressible Strömungen, Turbulenzen, Wärmeübertragung, Verbrennung, Mehrphasenströmungen und viele weitere Modelle und beinhaltet Vernetzungswerkzeuge wie Fluent Meshing. Ingenieure in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, der Energie-, Prozess- und Elektronikindustrie nutzen ihn für Designstudien und die Fehlersuche. Er ist bekannt für die Bandbreite seiner physikalischen Modelle und seine große Nutzerbasis. Fluent Inc. wurde 1983 in den USA gegründet und 2006 von Ansys übernommen. Fluent ist eine kostenpflichtige Software. Unter Linux werden große Berechnungen üblicherweise auf Clustern ausgeführt, und der Ansys 2026 R1 Linux-Leitfaden führt Fluent Meshing als eine der Workbench-Komponenten auf.

Besonderheiten

• Viele Turbulenz-, Verbrennungs- und Mehrphasenmodelle
• Fluent Meshing
• Dynamische und überlappende Netze
• Benutzerdefinierte Funktionen in C

Linux-Anforderungen: Gleiche Plattformliste wie Ansys 2026 R1: die von Ansys genannten RHEL-, SLES 15-, Ubuntu LTS- und Rocky Linux-Releases.

Linux-Alternative zu SOLIDWORKS Flow Simulation, Autodesk CFD.

Simcenter STAR-CCM+

Simcenter STAR-CCM+ ist ein Multiphysik-CFD-Code von Siemens, der Geometrie, Vernetzung, Berechnung und Nachbearbeitung in einem Client vereint. Er deckt Strömung, Wärmeübertragung, Mehrphasenströmung, Verbrennung und Fluid-Struktur-Interaktion ab und bietet Werkzeuge zur Designexploration, die zahlreiche Modellvarianten generieren. Ingenieure der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Schiffs- und Energiebranche nutzen ihn. Er ist bekannt für seine automatisierte Polyedervernetzung und seinen Workflow in einer einzigen Umgebung. CD-adapco brachte STAR-CCM+ im Jahr 2004 auf den Markt, und Siemens übernahm CD-adapco im Jahr 2016. Es handelt sich um eine kostenpflichtige kommerzielle Software. Seit Version 2021.1 verbindet ein Linux-basierter CAD-Client ihn mit NX und Simcenter 3D, wobei NX unter Linux im Batch-Modus ausgeführt wird.

Besonderheiten

• Ein Kunde für CAD, Vernetzung, Berechnung und Nachbearbeitung
• Polyedrische Vernetzung
• Designmanager für parametrische Studien
• Java-Makros

Linux-Anforderungen: Siemens veröffentlicht die unterstützten Distributionen pro Release. Das Datenblatt zu Release 2021.1 führte RHEL, CentOS, SLES und openSUSE Leap auf; die Liste ändert sich mit jedem Release. Ein CFD-Online-Nutzer berichtet, dass Rocky Linux offiziell unterstützt wird. Der Viewer benötigt glibc 2.17 oder neuer sowie die xkbcommon-Bibliotheken.

Linux-Alternative zu SOLIDWORKS Flow Simulation und Autodesk CFD.

OpenFOAM

OpenFOAM ist eine kostenlose Open-Source-Toolbox mit C++-Solvern und -Hilfsprogrammen für die Kontinuumsmechanik, insbesondere für CFD. Ein Fall ist ein Ordner mit Textdateien, sodass Studien skriptbasiert, versioniert und unbeaufsichtigt auf Clustern ausgeführt werden können. Die Solver decken inkompressible und kompressible Strömungen, Turbulenzen, Mehrphasenströmungen, Verbrennung und Wärmeübertragung ab, und Benutzer können eigene Solver in C++ entwickeln. Forscher, Berater und Ingenieure nutzen OpenFOAM überall dort, wo ein Lizenzserver oder eine feste Benutzeroberfläche hinderlich wäre. Es ist bekannt für seine Flexibilität und die Tatsache, dass keine Lizenzkosten pro Kern anfallen. OpenFOAM entstand in den 1990er-Jahren aus der Forschung am Imperial College London und wurde 2004 als Open Source veröffentlicht. Es existieren zwei Hauptdistributionen: eine von der OpenFOAM Foundation und eine von ESI. OpenFOAM verfügt über keine integrierte grafische Benutzeroberfläche und läuft nativ unter Linux.

Besonderheiten

• Fälle als Textdateien
• Meshing-Dienstprogramme blockMesh und snappyHexMesh
• Große Solverbibliothek
• Erweiterung durch C++

Linux-Anforderungen: Keine Distributionsanforderungen. Benötigt einen C++-Compiler für die Quellcode-Kompilierung und eine MPI-Bibliothek für parallele Ausführungen. Paketquellen sind für Ubuntu, Debian und RPM-basierte Systeme verfügbar.

Linux-Alternative zu SOLIDWORKS Flow Simulation, Autodesk CFD oder Ansys Fluent unter Windows.

SU2

SU2 ist eine kostenlose Open-Source-Suite für Multiphysik-Simulationen und Designoptimierung auf unstrukturierten Netzen. Sie löst Probleme kompressibler und inkompressibler Strömungen und ist bekannt für ihre adjungiertenbasierte Formoptimierung, die Gradienten für zahlreiche Designvariablen mit nur einem zusätzlichen Berechnungsschritt liefert. Aerodynamik-Designer, Forscher und Studierende nutzen SU2. Das Aerospace Design Laboratory der Stanford University unter der Leitung von Juan Alonso veröffentlichte SU2 im Jahr 2012, und eine Community entwickelt es seither weiter. SU2 ist in C++ mit Python-Treibern geschrieben und läuft auf Linux-Workstations und -Clustern.

Besonderheiten

• Adjungiertenbasierte Formoptimierung
• Löser für kompressible und inkompressible Systeme
• Python-Treiber
• Multiphysik-Erweiterungen

Linux-Anforderungen: Keine Vertriebsvoraussetzungen. Zum Kompilieren werden ein C++-Compiler, Python und eine MPI-Bibliothek benötigt.

Linux-Alternative zu Ansys Fluent unter Windows oder Autodesk CFD.

Code_Saturne

Code_Saturne ist ein kostenloser Open-Source-CFD-Solver von EDF für inkompressible und schwach kompressible Strömungen. Er bietet Funktionen wie Turbulenzmodelle, Wärmeübertragung, Verbrennung, atmosphärische Strömungen und Partikelverfolgung und skaliert auf große Kernanzahlen. Kern- und Energieingenieure nutzen ihn für Anlagen- und Komponentenstudien, Forschungsgruppen verwenden ihn zum Testen von Turbulenzmodellen. Er ist bekannt dafür, ein seit Langem gepflegter Industriecode zu sein, der als Open Source veröffentlicht wurde. EDF begann die Entwicklung 1997 und veröffentlichte den Quellcode 2007 unter der GPL. Er arbeitet mit SALOME für Geometrie und Vernetzung zusammen und läuft unter Linux.

Besonderheiten

• Turbulenz-, Verbrennungs- und Atmosphärenmodule
• Partikelverfolgung
• Gute parallele Skalierung
• SALOME-Kupplung

Linux-Anforderungen: Keine Vertriebsvoraussetzungen. Zum Kompilieren werden ein Compiler und eine MPI-Bibliothek benötigt.

Linux-Alternative zu Ansys Fluent unter Windows und SOLIDWORKS Flow Simulation.

KONVERGIEREN

CONVERGE ist ein kommerzieller CFD-Solver, der für seine autonome Vernetzung bekannt ist. Diese erstellt und verfeinert das Rechengitter während der Berechnung, sodass der Benutzer kein Netz zeichnen muss. Seine Stärken liegen im Bereich der Verbrennungsmotoren mit detaillierter Chemie und beweglichen Rändern. Auch reaktive Strömungen, Turbomaschinen und Abgasnachbehandlung werden mit CONVERGE simuliert. Motorenentwickler, Kraftstoffforscher und Automobilzulieferer nutzen CONVERGE. Entwickelt wird der Solver von Convergent Science mit Sitz in Madison, Wisconsin. CONVERGE ist eine kostenpflichtige Software. Der Anbieter dokumentiert die Linux-Installation mit HPC-X, Intel MPI, MPICH oder Open MPI und listet Linux-Distributionen wie RHEL und Ubuntu auf. CONVERGE 5 benötigt glibc 2.28 oder höher unter Linux.

Besonderheiten

• Autonome Vernetzung
• Adaptive Netzverfeinerung
• Detaillierte Chemie
• Grenzen verschieben

Linux-Anforderungen: CONVERGE 5 benötigt glibc 2.28 oder höher. Frühere Anleitungen nennen RHEL, CentOS, SLED und Ubuntu. Als MPI-Architekturen stehen HPC-X, Intel MPI, MPICH und Open MPI zur Auswahl.

Linux-Alternative zu Ansys Forte oder GT-SUITE unter Windows.

FLOW-3D

FLOW-3D ist ein kommerzielles CFD-Paket, das auf Strömungen mit freier Oberfläche spezialisiert ist und Modelle für Gießen, Hydraulik, Beschichtung und additive Fertigung bietet. Es verfolgt die Bewegung der Flüssigkeitsoberfläche mittels Volume-of-Fluid-Methode und bietet Modelle für Erstarrung, Oberflächenspannung und Fluid-Struktur-Interaktionen. Gießereiingenieure, Hydraulikingenieure und Verfahrenstechniker nutzen es. Es ist bekannt für seine Genauigkeit bei Füll- und Spritzproblemen. Die Methode geht auf die Arbeiten von C. W. Hirt zurück, und Flow Science aus Santa Fe, New Mexico, veröffentlichte die erste Version von FLOW-3D im Jahr 1985. Es handelt sich um kostenpflichtige Software. Der Anbieter liefert Versionen für Windows und Linux, wobei die dokumentierte Linux-Unterstützung RHEL und SUSE umfasst.

Besonderheiten

• Volumen-der-Flüssigkeit-Freiflächenverfolgung
• Erstarrungs- und Gießmodelle
• Hydraulikvariante
• Windows- und Linux-Solver

Linux-Anforderungen: Ältere Herstellerdokumente nennen RHEL 6 oder höher und SUSE Linux Enterprise 12 oder höher als unterstützte Distributionen und bezeichnen andere Distributionen als nicht kompatibel. Mesa-basierte OpenGL-Renderer werden nicht empfohlen. Bitte prüfen Sie die Seite zur aktuellen Plattform.

Linux-Alternative zu SOLIDWORKS Flow Simulation oder Autodesk CFD.

Ansys HFSS

Ansys HFSS (High Frequency Structure Simulator) ist ein dreidimensionaler elektromagnetischer Vollwellen-Solver auf Basis der Finite-Elemente-Methode. Er berechnet S-Parameter, Felder und Strahlung für Antennen, Filter, Steckverbinder, Gehäuse, Leiterplatten und Hochgeschwindigkeitsverbindungen. HFSS wird von Ingenieuren in den Bereichen Hochfrequenztechnik, Mikrowellentechnik und Signalintegrität eingesetzt – von Mobilfunkantennen bis hin zu Radarsystemen. Es ist bekannt für seine Genauigkeit bei komplexen 3D-Strukturen. Ansoft veröffentlichte HFSS erstmals um 1990, Ansys übernahm Ansoft im Jahr 2008. HFSS ist eine kostenpflichtige Software. Die meisten Komponenten der Ansys Electromagnetics Suite laufen auf unterstützten Linux-Plattformen. Einige wenige Komponenten, wie Twin Builder, der Simplorer-Designtyp und die HFSS Antenna Toolkit-Erweiterung, sind unter Linux nicht verfügbar.

Besonderheiten

• Finite-Elemente-Vollwellenlöser
• Adaptive Vernetzung
• 3D-Layout für Platinen und Verpackungen
• Hybrid- und Integralgleichungslöser

Linux-Anforderungen: Die von Ansys unterstützten Linux-Plattformen sind aufgelistet. Einige Anwendungen, wie Twin Builder, Simplorer und die HFSS Antenna Toolkit-Erweiterung, fehlen unter Linux. Intel MPI ist die am Leibniz-Rechenzentrum unterstützte MPI-Architektur.

Linux-Alternative zu CST Studio Suite, Altair Feko oder Keysight EMPro.

CST Studio Suite

Die CST Studio Suite ist eine Sammlung elektromagnetischer Solver für Antennen, Mikrowellenkomponenten, EMV und EMI, Niederfrequenzbauelemente und geladene Teilchensysteme. Zeitbereichs-, Frequenzbereichs-, Integralgleichungs- und asymptotische Solver nutzen eine gemeinsame Modellierungsumgebung, und Hochleistungsrechner verteilen die Simulationen auf mehrere Rechner. Antennendesigner, EMV-Ingenieure der Automobil- und Luftfahrtindustrie sowie Beschleunigerphysiker setzen die Suite ein. Sie ist bekannt für ihre Finite-Integrations-Technik und ihren Zeitbereichs-Solver. Computer Simulation Technology (CST) wurde 1992 in Deutschland gegründet und 2016 von Dassault Systèmes übernommen. CST ist eine kostenpflichtige kommerzielle Software. Die Linux-Unterstützung umfasst Enterprise-Distributionen wie SUSE Linux Enterprise 15, allerdings funktionieren nicht alle CAD-Importe unter Linux. Über eine Windows-Oberfläche lassen sich die Linux-Solver-Server steuern.

Besonderheiten

• Zeitbereichs-, Frequenzbereichs- und Integrallöser
• Partikel- und Niederfrequenzlöser
• Verteiltes Rechnen
• Python-Schnittstelle

Linux-Anforderungen: Die Anbietertabelle listet ausschließlich SUSE Linux Enterprise 15.x (64-Bit) auf. Nicht alle CAD-Importe funktionieren unter Linux. Linux-Solver-Server können über eine Windows-Oberfläche gesteuert werden.

Linux-Alternative zu Keysight EMPro, Sonnet Suites und AWR Microwave Office.

Ansys Lumerical

Ansys Lumerical ist eine Familie von Simulationswerkzeugen für die Photonik. FDTD und RCWA lösen die Maxwell-Gleichungen für nanophotonische Strukturen, MODE befasst sich mit Wellenleitern und Modenberechnung, CHARGE und HEAT behandeln Ladungsträger und Wärme, und INTERCONNECT simuliert photonische Schaltkreise. Photonikingenieure, Sensorentwickler und Metasurface-Forscher nutzen die Software für integrierte Optik, Bildsensoren und Laser. Lumerical ist bekannt für FDTD Solutions, das ursprüngliche Produkt, und für die Skripterstellung in der eigenen Sprache sowie in Python. Lumerical Solutions wurde 2003 in Vancouver, Kanada, gegründet und 2020 von Ansys übernommen. Es handelt sich um kostenpflichtige kommerzielle Software. Unter Linux laufen sowohl die grafischen Werkzeuge als auch die Batch-Engines unter Open MPI oder Intel MPI. Die Version 2025 R1 unterstützt Rocky Linux 8 und höher sowie RHEL 9 und höher.

Besonderheiten

• FDTD-, RCWA- und Modenlöser
• Geräte- und Wärmelöser
• Simulation photonischer Schaltungen
• Skripting- und Python-Schnittstelle

Linux-Anforderungen: Release 2025 R1 unterstützt Rocky Linux 8 und höher sowie RHEL 9 und höher. Für die Standardinstallation sind Root-Rechte erforderlich. Auf Systemen ohne grafische Benutzeroberfläche werden Simulationsdateien ausgeführt, Skriptdateien jedoch nicht.

Linux-Alternative zu Synopsys RSoft und Optiwave OptiFDTD.

openEMS

openEMS ist ein kostenloser Open-Source-Solver für elektromagnetische Felder, der die Finite-Differenzen-Methode im Zeitbereich (FDTD) mit einer Ersatzschaltbildformulierung verwendet. Modelle werden über Octave-, MATLAB- oder Python-Skripte definiert, wodurch Parameterstudien und Optimierungen einfach automatisiert werden können. Hochfrequenz- und Mikrowelleningenieure nutzen ihn für Antennen, Mikrostreifenleitungen, Filter und EMV-Untersuchungen, und Forscher verwenden ihn zum Testen von Methoden. Er ist bekannt als skriptfähige Alternative zu kommerziellen Feldlösern. Thorsten Liebig startete das Projekt um 2010 an der Universität Duisburg-Essen. Es verfügt über keine ausgereifte grafische Benutzeroberfläche und läuft unter Linux.

Besonderheiten

• Ersatzschaltbild FDTD
• Skripte in Octave, MATLAB oder Python
• CSXCAD-Geometriebeschreibung
• Antennen- und Feldanalysewerkzeuge

Linux-Anforderungen: Keine Vertriebspflicht. Für die Erstellung von Quellcode werden ein Compiler und Bibliotheken wie HDF5 und VTK benötigt.

Linux-Alternative zu CST Studio Suite, Sonnet Suites oder Keysight EMPro.

Meep

Meep ist ein kostenloses Open-Source-FDTD-Paket für elektromagnetische Simulationen, insbesondere in der Photonik. Der Name steht für MIT Electromagnetic Equation Propagation. Es modelliert dispersive und nichtlineare Materialien, berechnet Transmission, Resonanzmoden und Bandstrukturen und läuft parallel zu MPI. Forscher im Bereich photonischer Kristalle, Wellenleiter, Resonatoren und Metamaterialien nutzen es, gesteuert durch Python- oder Scheme-Skripte. Es ist bekannt für seine Skriptfähigkeit und die Unterstützung adjungierter Optimierung. Die Gruppe um Steven G. Johnson am MIT entwickelte es, die ersten Versionen erschienen in den 2000er Jahren. Es läuft nativ unter Linux.

Besonderheiten

• Python- und Scheme-Schnittstellen
• Dispersive und nichtlineare Materialien
• Adjungierte Optimierung
• MPI-Parallelismus

Linux-Anforderungen: Keine Distributionsanforderungen. Installation über Distributionspakete, conda oder Quellcode.

Linux-Alternative zu Lumerical FDTD, Optiwave OptiFDTD oder Synopsys RSoft.

GNU Radio

GNU Radio ist ein freies Open-Source-Toolkit zum Erstellen softwaredefinierter Funksysteme (SDR) aus Signalverarbeitungsblöcken in C++ oder Python. Die Blöcke umfassen Filter, Modulation, Synchronisation und Codierung. Der grafische Editor GNU Radio Companion visualisiert diese in Flussdiagrammen. Funktechniker, Studierende und Forschende nutzen GNU Radio mit Hardware wie USRP-Geräten oder mit aufgezeichneten Signalen für Kommunikationsverbindungen, Spektrumüberwachung und Radarprototypen. Es ist bekannt für seine Bedeutung in der Lehre und beim Prototyping drahtloser Systeme. Eric Blossom begann mit dem Projekt Ende der 1990er-Jahre, und 2001 wurde es ein GNU-Projekt. Die Entwicklung erfolgt hauptsächlich für Linux.

Besonderheiten

• Flussdiagramme von Signalverarbeitungsblöcken
• Grafischer Editor
• Blöcke in C++ oder Python
• Unterstützung für USRP-Funkgeräte über UHD

Linux-Anforderungen: Keine Vertriebspflicht. Die Funkhardware benötigt ihre Treiberpakete.

Linux-Alternative zu SDR# und HDSDR für den Empfang oder sogar LabVIEW für die Prototypentwicklung.

KiCad

KiCad ist eine kostenlose Open-Source-Suite für die elektronische Designautomatisierung. Sie vereint Schaltplanerstellung, PCB-Layout, einen 3D-Viewer, eine Designregelprüfung sowie Bibliotheken mit Symbolen, Footprints und 3D-Modellen und integriert den ngspice-Simulator. Hardware-Ingenieure, Startups, Forscher und Dozenten nutzen KiCad für Leiterplatten – von einfachen Prototypen bis hin zu komplexen Multilayer-Designs. KiCad gilt als führendes Open-Source-PCB-Tool und wird vom CERN unterstützt. Jean-Pierre Charras begann die Entwicklung 1992, das CERN beteiligte sich 2013. Version 10, veröffentlicht im März 2026, erweiterte das Programm um Designvarianten, einen grafischen Designregeleditor und Importfunktionen für Allegro-, PADS- und gEDA-Designs. KiCad läuft nativ unter Linux.

Besonderheiten

• Integriertes Schaltbild und Layout
• Schieben und schieben Router
• Designregelprüfer
• Integrierte ngspice-Simulation

Linux-Anforderungen: Es besteht keine Distributionspflicht. Distributionspakete können verzögert eintreffen, daher fügen viele Benutzer das Projekt-Repository hinzu oder verwenden Flatpak.

Linux-Alternative zu Altium Designer, OrCAD oder sogar PADS.

LibrePCB

LibrePCB ist ein kostenloses Open-Source-Tool für die Leiterplattenentwicklung, das auf einer verwalteten Bauteilbibliothek und einer einheitlichen Projektstruktur basiert. Es bietet Funktionen wie Schaltplanerstellung, Leiterplattenlayout, Designregelprüfung und Ausgabegenerierung und verknüpft Schaltplan-, Leiterplatten- und Bibliotheksdaten. Es eignet sich für Bastler, kleine Teams und Studierende, die einen übersichtlichen Workflow wünschen, und bietet einen kleineren Funktionsumfang als KiCad. Bekannt ist es für seinen konsequenten Bibliotheksansatz und die plattformübergreifende Entwicklung. Urban Bruhin startete das Projekt um 2013. Es läuft nativ unter Linux, und Pakete sind für die gängigen Distributionen verfügbar.

Besonderheiten

• Verwaltete Bibliothek mit Schecks
• Strenge Projektstruktur
• Schaltplan und Platine synchronisiert
• Gerber- und Pick-and-Place-Ausgabe

Linux-Anforderungen: Keine Voraussetzung. Verfügbar als AppImage und in Vertriebspaketen.

Linux-Alternative zu Altium CircuitMaker oder DipTrace.

Lepton EDA

Lepton EDA ist eine kostenlose Open-Source-Suite mit Werkzeugen für Schaltplanerstellung, Netzlisten, Symbolverwaltung und Schaltungssimulationsschnittstellen. Sie ist ein Fork des gEDA-Projekts, das Ales Hvezda Ende der 1990er-Jahre ins Leben rief, und behält gEDAs Unix-Ansatz bei, kleine Programme mit einfachen Textdateien zu verwenden. Ingenieure, die Wert auf skriptbasierte Abläufe, Scheme-Erweiterbarkeit und langlebige Dateiformate legen, nutzen Lepton EDA. Es ist bekannt für seinen modularen Aufbau. Eine Gruppe um Vladimir Zhbanov startete den Fork im Jahr 2017. Lepton EDA läuft unter Linux und anderen Unix-ähnlichen Systemen.

Besonderheiten

• Textbasiertes Schaltplanformat
• Schema-Erweiterbarkeit
• Befehlszeilen-Netzlisten
• Werkzeuge zur Symbolverwaltung

Linux-Anforderungen: Benötigt GTK-Bibliotheken. Paketiert für Debian-basierte Distributionen und kompiliert auf anderen Unix-ähnlichen Systemen.

Linux-Alternative zu OrCAD Capture, dem Schaltplaneditor von Altium Designer.

ngspice

ngspice ist ein kostenloser Open-Source-Schaltungssimulator für gemischte Schaltungen. Er führt Gleichstrom-, Wechselstrom-, Transienten-, Rausch- und weitere Analysen durch, akzeptiert Standard-Gerätemodelle und Netzlisten und kann in andere Programme eingebettet oder im Batch-Modus für Monte-Carlo-Simulationen und Eckpunktstudien ausgeführt werden. Er wird von Entwicklern analoger und Mixed-Signal-Schaltungen, Studierenden und Entwicklern von EDA-Tools eingesetzt und von KiCad für Simulationen verwendet. Er ist bekannt dafür, die SPICE-Tradition fortzuführen. SPICE wurde Anfang der 1970er-Jahre an der University of California, Berkeley, entwickelt, und ngspice baut auf Berkeleys SPICE3f5 auf, wobei das eigene Projekt um das Jahr 2000 begann. Es läuft unter Linux und ist in allen gängigen Distributionen enthalten.

Besonderheiten

• Gleichstrom-, Wechselstrom-, Transienten- und Rauschanalyse
• XSPICE-Codemodelle
• Gemeinsame Bibliothek zum Einbetten
• Stapel- und interaktive Modi

Linux-Anforderungen: Keine Voraussetzung. In allen gängigen Distributionen enthalten.

Linux-Alternative zu LTspice, PSpice und NI Multisim.

Qucs-S

Qucs-S ist eine kostenlose, quelloffene grafische Benutzeroberfläche für Schaltungssimulationsprogramme wie ngspice und Xyce. Benutzer zeichnen Schaltpläne, wählen eine Analyse aus und betrachten die Diagramme im selben Fenster, während der Simulator im Hintergrund läuft. Elektronikingenieure, Studierende und Funkamateure nutzen Qucs-S für Filter, Verstärker und HF-Schaltungen. Es ist bekannt dafür, Open-Source-Simulatoren einen modernen visuellen Workflow zu verleihen. Qucs-S entstand aus Qucs, dem „Quite Universal Circuit Simulator“, den Michael Margraf 2003 startete. Vadim Kuznetsov veröffentlichte um 2015 den Qucs-S-Fork. Qucs-S läuft unter Linux.

Besonderheiten

• Eine Schnittstelle für mehrere Simulatoren
• Schematischer Editor mit Diagrammen
• HF- und Mikrowellenkomponenten
• Bibliothek der Gerätemodelle

Linux-Anforderungen: Erfordert die Installation von ngspice oder Xyce. Verwendet die Qt-Bibliotheken.

Linux-Alternative zu LTspice, PSpice oder NI Multisim.

Xyce

Xyce ist ein kostenloser Open-Source-Parallelschaltungssimulator der Sandia National Laboratories. Er liest SPICE-Netzlisten und berechnet sehr große Schaltungen auf mehreren Prozessoren. Zudem beinhaltet er Modelle für Effekte wie Strahlung und für Spezialbauteile. Ingenieure, die große integrierte Schaltungen simulieren, und Forscher im Bereich strahlungsresistenter Elektronik nutzen ihn. Er ist bekannt dafür, dass er die Skalierbarkeit serieller SPICE-Programme deutlich übertrifft. Sandia entwickelte ihn ab Ende der 1990er-Jahre für eigene Elektronikprojekte und veröffentlichte ihn 2013 als Open Source. Er kann mit Qucs-S angesteuert werden und läuft auf Linux-Workstations und -Clustern.

Besonderheiten

• Paralleler Löser für große Schaltungen
• Netzlisten im SPICE-Stil
• Strahlung und spezielle Gerätemodelle
• Basierend auf den numerischen Bibliotheken von Sandia

Linux-Anforderungen: Für die Kompilierung aus dem Quellcode wird ein C++-Compiler mit C++11-Unterstützung, ein Trilinos-Build mit den von Xyce dokumentierten Optionen und eine MPI-Bibliothek wie Open MPI oder MPICH für die Parallelversion benötigt. Die Verwendung von Trilinos-Paketen aus der Distribution wird nicht empfohlen. Sandia stellt mit jeder Version Binärinstallationsprogramme für Red Hat Linux bereit.

Linux-Alternative zu PSpice und LTspice.

AMD Vivado

Vivado ist die Design-Suite für AMD FPGAs und adaptive SoCs. Sie umfasst High-Level-Synthese, RTL-Synthese, Implementierung, Timing-Closure, Simulation, einen Logikanalysator zum Debuggen und IP-Integration. Digitaldesigner, Embedded-Ingenieure und Forscher, die FPGA-Systeme entwickeln, nutzen sie. Vivado ist bekannt für seinen IP-Integrator und seine Zugehörigkeit zur Xilinx-Tool-Tradition. Xilinx führte Vivado 2012 als Nachfolger von ISE ein, und AMD übernahm Xilinx im Jahr 2022. Vivado wird in verschiedenen Versionen angeboten, darunter eine kostenlose Basic-Version und kostenpflichtige Versionen. Im Mai 2026 hieß es in Berichten, die kostenlose Version würde Linux nicht mehr unterstützen, doch der AMD-Leitfaden 2026.1 dokumentiert die Linux-Unterstützung in allen Versionen. Version 2026.1 listet AlmaLinux, Rocky Linux und Ubuntu LTS auf.

Besonderheiten

• IP-Integrator
• Hochstufige Synthese
• Integrierter Logikanalysator
• Gestaffelte Editionen, mit einer kostenlosen Basisversion

Linux-Anforderungen: Release 2026.1 listet AlmaLinux 8.10, 9.4 bis 9.7, 10.0 und 10.1; Rocky Linux 8.10, 9.6, 9.7, 10.0 und 10.1; sowie Ubuntu 22.04.3 bis 22.04.5 und 24.04 bis 24.04.3 auf. Ubuntu benötigt die Bibliothek libtinfo.so.5.

Linux-Alternative zu Lattice Radiant und Microchip Libero SoC.

Intel Quartus Prime

Quartus Prime ist die Designsoftware für Intel-FPGAs. Sie bietet Synthese, Platzierung und Routing, Timing-Analyse, Leistungsberechnung und In-System-Debugging und ermöglicht die Anbindung an Simulatoren von Drittanbietern. FPGA- und Embedded-Entwickler nutzen sie, und Compiler-Server führen sie unter Linux aus. Bekannt ist sie für ihre kostenlose Lite-Edition für kleinere Geräte, neben den kostenpflichtigen Editionen Standard und Pro. Altera führte die Quartus-Tools Anfang der 2000er-Jahre ein, Intel übernahm Altera 2015, und der Name Quartus Prime stammt aus dieser Zeit. Die Intel-Dokumentation führt Cadence Xcelium und Synopsys VCS in ihren Schnittstellentabellen als reine Linux-Simulatoren auf.

Besonderheiten

• Integration des Platform Designer-Systems
• Zeitanalysator
• In-System-Logikanalysator
• Kostenlose Lite-Version

Linux-Anforderungen: Quartus Prime Standard und Lite 25.1std unterstützen nun RHEL 8.10, 9.4 und 9.6, SLES 15 SP5 und Ubuntu 24.04. RHEL 8.6, 8.7 und 9.1 bis 9.3, Ubuntu 18.04 sowie SLES 12 SP5 und 15 SP3 wurden entfernt. Pro 25.1 unterstützt nun SLES 15 SP5 und Ubuntu 24.04. Questa Intel FPGA Edition 2025.2 läuft ausschließlich unter RHEL 8 und 9. Xcelium und VCS sind nur unter Linux lauffähig.

Linux-Alternative zu Lattice Radiant oder Microchip Libero SoC.

Cadence Xcelium

Xcelium ist ein Logiksimulator von Cadence für digitale Schaltungen in Verilog, SystemVerilog und VHDL. Er nutzt parallele Simulation, um umfangreiche Regressionstests zu beschleunigen, und unterstützt Codeabdeckung, Debugging und Mixed-Signal-Abläufe. Verifikationsingenieure in Chip- und FPGA-Unternehmen führen Testreihen mit Tausenden von Tests auf Serverfarmen durch. Xcelium gilt als Nachfolger der 2017 eingeführten Simulatoren Cadence Incisive und NC-Verilog. Es handelt sich um kostenpflichtige kommerzielle Software. Laut Intels Quartus-Dokumentation ist Xcelium nur für Linux verfügbar.

Besonderheiten

• Parallele Simulation
• Unterstützung für gemischte Signale
• Abdeckung und Debugging
• Verilog, SystemVerilog und VHDL

Linux-Anforderungen: Nur für Linux. Die Roadmaps von Cadence listen RHEL 8.6 und höher, RHEL 9 und RHEL 10 für die Releases 2026.x auf x86_64 auf, wobei Rocky Linux und AlmaLinux nur eingeschränkt unterstützt werden. Nicht jedes Produkt unterstützt jede Kombination.

Linux-Alternative zu Aldec Riviera-PRO oder Aldec Active-HDL.

Synopsys VCS

VCS ist ein Synopsys-Simulator für Verilog und SystemVerilog zur Verifizierung von ASICs und FPGAs. Als Simulator für kompilierten Code übersetzt er das Design vor der Ausführung in nativen Code. Er unterstützt Assertions, Codeabdeckung, eingeschränktes Zufallstesting und Debugging über das Verdi-Tool. Verifizierungsteams setzen ihn in Regressionsumgebungen ein. Der Name steht für Verilog Compiled Simulator. Er entstand Anfang der 1990er-Jahre bei Chronologic Simulation, später übernahm Synopsys die Technologie. Es handelt sich um kostenpflichtige kommerzielle Software. Intels FPGA-Dokumentation führt VCS nur für Linux auf.

Besonderheiten

• Simulation des kompilierten Codes
• Unterstützung für eingeschränktes Zufalls- und Assertionsfunktionen
• Verdi-Debugging
• Abdeckung

Linux-Anforderungen: Nur für Linux. Für die Versionen 2026.03 bis 2026.09 listet Synopsys RHEL 8.4 und höher sowie 9.x, Rocky Linux 8.4 und höher sowie 9.x und AlmaLinux 8.4 und höher sowie 9.1 und höher auf. CentOS Linux und RHEL 7 werden nicht mehr unterstützt. Der Prozessor muss AVX2 unterstützen, d. h. Intel Haswell oder neuer bzw. AMD Excavator oder neuer. Im SolvNetPlus-Downloadcenter ist ersichtlich, welches Produkt auf welcher Plattform angeboten wird.

Linux-Alternative zu Aldec Riviera-PRO, Aldec Active-HDL.

Siemens Questa

Questa ist die Verifikationsplattform von Siemens EDA und basiert auf einem Simulator für SystemVerilog-, VHDL- und gemischtsprachige Designs. Sie bietet formale Verifikation, Codeabdeckung und Verifikationsmanagement und unterstützt UVM-Testumgebungen. Verifikationsingenieure in ASIC- und FPGA-Projekten nutzen sie. Questa basiert auf ModelSim, dem Simulator von Mentor Graphics, der von vielen FPGA-Herstellern mitgeliefert wurde. Mentor Graphics brachte Questa in den 2000er-Jahren auf den Markt, und Siemens übernahm Mentor im Jahr 2017. Questa ist eine kostenpflichtige kommerzielle Software, die auf Linux-Servern und -Workstations läuft.

Besonderheiten

• SystemVerilog- und VHDL-Simulation
• UVM-Unterstützung
• Formale Überprüfung
• Abdeckungsmanagement

Linux-Anforderungen: Questa One Sim listet RHEL 8 und 9, Rocky Linux 8 und 9 sowie SLES 15 SP4 auf x86 Linux und RHEL 8 und 9 sowie Rocky Linux 8 und 9 auf AArch64 Linux, zuzüglich Windows 11, auf. Questa Intel FPGA Edition 2025.2 wird nur unter RHEL 8 und 9 unterstützt.

Linux-Alternative zu Aldec Active-HDL, Aldec Riviera-PRO und ModelSim unter Windows.

Synopsys Design Compiler

Der Design Compiler von Synopsys ist ein Logiksynthese-Tool. Er wandelt RTL-Beschreibungen in Gatterebenen-Netzlisten um, die einer Zieltechnologiebibliothek zugeordnet werden und hinsichtlich Timing, Fläche und Leistungsaufnahme optimiert sind. ASIC-Designteams nutzen ihn im ersten Schritt des Chip-Entwicklungsprozesses, gefolgt von Platzierung und Routing sowie Timing- und Leistungsanalyse. Er ist bekannt für seine kommerzielle Logiksynthese. Synopsys brachte ihn 1987 auf den Markt, und er gilt bis heute als Referenzwerkzeug in der Branche. Es handelt sich um kostenpflichtige Software. Synopsys dokumentiert RHEL als Basis für seine Linux-Unterstützung.

Besonderheiten

• RTL-zu-Gatterebenen-Synthese
• Topografische Optimierung
• Leistungsoptimierung
• Skriptgesteuerte Abläufe in Tcl

Linux-Anforderungen: Die Synopsys-Plattformliste entspricht der VCS-Liste für März bis September 2026: RHEL 8.4 und höher sowie 9.x, mit Rocky Linux und AlmaLinux als binärkompatiblen Systemen und SLES 15 in der Roadmap. GCC 13.3 ist der für diese Versionen vorgesehene Compiler, und AVX2-Prozessoren werden benötigt.

Linux-Alternative zu: Für die ASIC-Synthese gibt es kein direktes Windows-Äquivalent. Für FPGA-Ziele stehen die Synthese-Engines Vivado und Quartus unter Windows zur Verfügung.

Verilator

Verilator ist ein kostenloses Open-Source-Tool, das Verilog- und SystemVerilog-Modelle in optimierte C++- oder SystemC-Modelle übersetzt. Das kompilierte Modell ist sehr schnell, sodass auch große Designs wie CPUs und SoCs in Software-Testumgebungen simuliert werden können. Hardware-Entwickler in Open-Source- und kommerziellen Projekten nutzen es zur Verifikation und zur Co-Simulation mit Software. Es ist für seine Geschwindigkeit bekannt. Verilator erschien erstmals Mitte der 1990er-Jahre und wird seitdem von Wilson Snyder weiterentwickelt. Version 5 bietet Unterstützung für Timing-Messungen. Verilator lässt sich unter Linux kompilieren und ausführen.

Besonderheiten

• Übersetzung nach C++ oder SystemC
• Schnelle zyklusbasierte Simulation
• Abdeckung
• Timing-Unterstützung in Version 5

Linux-Anforderungen: Keine Vertriebsvorgaben. Ein C++-Compiler und Standard-Build-Tools werden benötigt.

Linux-Alternative zu Aldec Riviera-PRO, Aldec Active-HDL oder ModelSim unter Windows.

Yosys

Yosys ist ein kostenloses Open-Source-Framework für die RTL-Synthese. Es liest Verilog-Code, optimiert das Design durch eine Reihe von Skriptdurchläufen, ordnet es FPGA- oder ASIC-Zellenbibliotheken zu und generiert Netzlisten für Platzierungs- und Routing-Tools wie nextpnr. Forscher, Entwickler von Open-FPGA-Toolchains und Studierende nutzen es. Es gilt als Kernstück von Open-Source-FPGA- und Chip-Workflows. Claire Xenia Wolf, ehemals Clifford Wolf, gründete es 2012. Es läuft unter Linux und ist in den gängigen Distributionen enthalten.

Besonderheiten

• Verilog-Frontend
• Skriptgesteuerte Synthesedurchläufe
• Zellbibliothek-Kartierung
• Netzlistenausgabe für Platzierung und Routing

Linux-Anforderungen: Keine Vertriebsvoraussetzungen. Für die Erstellung der Quellcodes werden ein C++-Compiler, Python, Bison und Flex benötigt.

Linux-Alternative zu den Vivado- und Quartus-Synthese-Engines unter Windows.

OpenROAD

OpenROAD ist ein kostenloses Open-Source-System, das digitale Designs von RTL bis GDSII-Layout ohne menschliches Eingreifen erstellt. Es vereint Floorplanning, Platzierung, Taktsynthese, Routing und Timing-Analyse und ist mit Yosys und offenen Prozessdesign-Kits kompatibel. Forscher, Studierende und kleine Teams nutzen es zur Erforschung von Chipdesign, während Fachleute es zur Untersuchung physikalischer Designalgorithmen einsetzen. Es ist bekannt für sein Ziel, Designprozesse ohne menschliches Eingreifen zu realisieren. Das Projekt startete 2018 mit DARPA-Förderung im Rahmen des IDEA-Programms, wobei eine Gruppe der University of California San Diego eine führende Rolle einnahm. Es läuft unter Linux.

Besonderheiten

• Automatisierter RTL-zu-GDSII-Ablauf
• Grundrissplanung, Platzierung und Routenführung
• Uhrbaumsynthese
• Zeitanalyse

Linux-Anforderungen: Erstellt unter Linux mit CMake und mehreren Bibliotheken. Container-Images vereinfachen die Installation.

Linux-Alternative zu: Es gibt kein direktes Windows-Äquivalent. Kommerzielle Werkzeuge für das physikalische Design laufen unter Linux.

Kadenzvirtuose

Virtuoso ist die Cadence-Umgebung für die Entwicklung kundenspezifischer und analoger integrierter Schaltungen. Sie umfasst die Schaltplanerstellung, Schaltungssimulation, Layoutbearbeitung, Parasitenextraktion und -verifizierung und ist mit Foundry-Prozessdesign-Kits verknüpft. Analog-, HF- und Mixed-Signal-Entwickler in Halbleiterunternehmen sowie Chip-Forschungsgruppen an Universitäten nutzen Virtuoso. Es ist bekannt für seinen Layout-Editor und gilt als Branchenstandard im Bereich Analogschaltungstechnik. Cadence brachte Virtuoso Anfang der 1990er-Jahre auf den Markt. Die Software ist kostenpflichtig und läuft auf Linux-Workstations und -Servern.

Besonderheiten

• Schaltplan- und Layout-Editoren
• Integration der Analogsimulation
• Parasitenextraktion
• Unterstützung für Foundry-Design-Kits

Linux-Anforderungen: Cadence veröffentlicht für jede Release-Reihe eine Roadmap für seine Compute-Plattformen. Für die 2026.x-Releases auf x86_64 werden RHEL 8.6 und höher, RHEL 9 und RHEL 10 aufgeführt, wobei Rocky Linux und AlmaLinux nur eingeschränkt unterstützt werden. Ältere Roadmaps nennen SLES 15 SP3 und höher. Virtuoso IC 6.1.8 wird offiziell nur noch mit RHEL 7 unterstützt. Das Cadence-Tool checkSysConf warnt, wenn ein Betriebssystem nicht unterstützt wird, und nicht jedes Produkt unterstützt jede Kombination.

Linux-Alternative zu: Es gibt kein direktes Windows-Äquivalent. Tanner L-Edit eignet sich für kleinere Arbeitsabläufe unter Windows.

Siemens Calibre

Calibre ist eine Suite für die physikalische Verifikation von Siemens EDA. Sie führt Designregelprüfungen, Layout- und Schaltplanvergleiche, Parasitenextraktion und fertigungsorientierte Prüfungen an fertigen Chip-Layouts durch, wobei die Arbeit auf mehrere Kerne verteilt wird. Ingenieure für physikalische Verifikation nutzen sie als Sign-off-Tool in Halbleiterunternehmen, und Foundries verteilen Calibre-Regelsätze für ihre Prozesse. Calibre ist bekannt für seine führende Rolle in der Sign-off-Verifikation. Mentor Graphics entwickelte Calibre in den 1990er-Jahren, und Siemens übernahm Mentor im Jahr 2017. Es handelt sich um kostenpflichtige kommerzielle Software, die auf Linux-Servern und -Clustern läuft.

Besonderheiten

• Überprüfung der Entwurfsregeln
• Layout versus Schaltplan
• Parasitenextraktion
• Multi-Core-Skalierung

Linux-Anforderungen: Die Siemens-Plattform-Supportdokumente (Ausgaben 2022 und 2024) führen Red Hat Enterprise Linux, CentOS und SUSE Linux Enterprise Server auf. Für Builds unter RHEL 8 und SLES 15 wird ein Prozessor mit AVX2 benötigt. Fedora und CentOS Stream werden nicht unterstützt, und Siemens selbst bietet keinen Betriebssystem-Support an.

Linux-Alternative zu: Für die vollständige Chip-Abnahme gibt es kein direktes Windows-Äquivalent. Die Tanner-Tools decken kleinere Designs unter Windows ab.

KLayout

KLayout ist ein kostenloser Open-Source-Viewer und -Editor für GDS- und OASIS-Layoutdateien. Er bietet Layer-Management, eine Designregelprüfung, Layout- versus Schaltplanvergleich, eine Skript-Engine in Python und Ruby sowie Makros zur automatisierten Layoutgenerierung. Chipdesigner, MEMS- und Photonik-Schaltungsingenieure sowie Studierende nutzen ihn zur Layoutprüfung, zum Schreiben benutzerdefinierter Prüfungen und zum Erstellen parametrischer Zellen. Er ist bekannt für seine Geschwindigkeit bei großen Layouts und seine Verwendung in Open-Silicon-Workflows. Matthias Köfferlein entwickelt ihn seit etwa 2006. Er läuft nativ unter Linux.

Besonderheiten

• GDS- und OASIS-Anzeige und -Bearbeitung
• Python- und Ruby-Skripting
• Designregeln und LVS-Skripting
• Makros für parametrische Zellen

Linux-Anforderungen: Keine Voraussetzung. Distributionspakete und Projektbinärdateien sind vorhanden.

Linux-Alternative zu Tanner L-Edit.

ROS 2

ROS 2 ist eine kostenlose Open-Source-Bibliothek mit Werkzeugen zur Entwicklung von Robotersoftware aus kommunizierenden Knoten. Sie bietet Funktionen für Messaging, Gerätetreiber, Navigation, Manipulation, Wahrnehmung, Simulationsschnittstellen sowie Werkzeuge zum Protokollieren, Wiedergeben und Visualisieren von Daten. Robotikingenieure, Forscher und Unternehmen, die mobile Roboter, Drohnen und Roboterarme entwickeln, nutzen ROS 2. Es gilt als Nachfolger des ursprünglichen Robot Operating System (ROS), dessen Entwicklung Ende der 2000er-Jahre bei Willow Garage und Stanford begann. ROS 2 wurde 2017 erstmals veröffentlicht und wird von Open Robotics weiterentwickelt. Ubuntu 24.04 ist die primäre Linux-Plattform für die Versionen Jazzy und Kilted, RHEL 9 die sekundäre Plattform für Kilted. Jazzy wird bis Mai 2029 unterstützt.

Besonderheiten

• Publish-Subscribe-Messaging
• Navigations- und Manipulationspakete
• Aufnahme und Wiedergabe im Gepäck
• Zenoh als Tier-1-Middleware in Kilted

Linux-Anforderungen: Ubuntu 24.04 (amd64 und arm64) ist für Jazzy und Kilted die höchste Stufe (Tier 1). Kilted listet RHEL 9 (amd64) in Tier 2 und Debian Bookworm in Tier 3.

Linux-Alternative zu MATLAB Robotics System Toolbox oder LabVIEW Robotics.

Pavillon

Gazebo ist ein kostenloser Open-Source-Robotiksimulator mit Physik-Engine, Sensormodellen, 3D-Rendering und Plugins. Nutzer laden Robotermodelle in Standardformaten, fügen virtuelle Sensoren hinzu und testen Navigations-, Steuerungs- und Wahrnehmungscode in simulierten Umgebungen. Robotiker und Studierende verwenden Gazebo häufig zum Testen vor dem Hardware-Einsatz, oft in Kombination mit ROS 2. Gazebo ist bekannt für seine langjährige Erfahrung in Robotikwettbewerben und der Forschung. Nate Koenig und Andrew Howard begannen 2002 an der University of Southern California mit der Entwicklung, und Open Robotics betreut das Projekt seither. Kilted empfiehlt die Ionic-Version von ROS 2, deren Support laut Gazebo-Projekt im September 2026 eingestellt wird. Neue Projekte können Jetty oder die Harmonic-LTS-Version verwenden. Gazebo läuft unter Linux.

Besonderheiten

• • Physik-Engines
  • Sensorsimulation
  • Plugin-Schnittstelle
  • Modelle im SDF-Format

Linux-Anforderungen: Für Ubuntu 24.04 (Noble) auf amd64-Systemen sind Binärpakete verfügbar, für andere Plattformen werden sie nach bestem Wissen und Gewissen bereitgestellt. Laut der Gazebo-Dokumentation endet der Support für Ionic im September 2026. Für Ubuntu 24.04 wird Jetty empfohlen, und Harmonic bleibt bis September 2028 die LTS-Version.

Linux-Alternative zu Webots oder CoppeliaSim unter Windows.

PX4

PX4 ist ein kostenloser Open-Source-Software-Stack zur Flugsteuerung von Drohnen und anderen unbemannten Fluggeräten. Er umfasst Schätzung, Steuerung, Missionsabwicklung und Treiber für Sensoren und unterstützt Software-in-the-Loop- und Hardware-in-the-Loop-Simulationen. Drohnenhersteller, Forscher und Universitäten nutzen ihn mit Flugsteuerungsplatinen in den Fluggeräten und Linux-Rechnern für die Entwicklung. Bekannt ist er für seine freizügige Lizenz und die Verwaltung durch die Dronecode Foundation. Die Entwicklung begann um 2009 an der ETH Zürich, und die Linux Foundation hostet Dronecode seit 2014. Entwicklung und Simulation laufen unter Linux.

Besonderheiten

• Flugsteuerung und Schätzung
• Missionsmodi
• MAVLink-Protokoll
• Software-in-the-Loop-Simulation

Linux-Anforderungen: Die Entwicklungsumgebung unterstützt Ubuntu 24.04 und 22.04 LTS. CI- und Release-Builds basieren auf 24.04, die Build-Tests werden unter 22.04 durchgeführt. Ubuntu 26.04 wird noch nicht unterstützt. Das Setup-Skript ist für Neuinstallationen vorgesehen. Andere Debian-basierte Systeme funktionieren möglicherweise, werden aber nicht unterstützt.

Linux-Alternative zu MATLAB UAV Toolbox, Simulink.

ArduPilot

ArduPilot ist ein kostenloser Open-Source-Autopilot für Flugzeuge, Multikopter, Rover, U-Boote und Boote. Er bietet zahlreiche Flugmodi, Sensortreiber, Missionsplanung über eine Bodenkontrollsoftware sowie den Softwaresimulator SITL, der unter Linux läuft. Hobbyisten, Forscher und kommerzielle Drohnenbetreiber nutzen ihn für Vermessung, Inspektion und Kartierung. Er ist bekannt für die breite Palette unterstützter Fahrzeugtypen. ArduPilot entstand um 2009 aus den Arduino-basierten Autopilotprojekten der DIY-Drones-Community. Die Entwicklungswerkzeuge laufen unter Linux.

Besonderheiten

• Viele Fahrzeugtypen
• Lua-Skripting
• SITL-Simulator
• Großer Sensortreibersatz

Linux-Anforderungen: Für den Simulator sind keine Distributionen erforderlich. Ubuntu ist die dokumentierte Entwicklungsplattform.

Linux-Alternative zu: Es gibt kein direktes Windows-Äquivalent. Am ehesten vergleichbar sind geschlossene Autopilot-Systeme von Drohnenherstellern.

Zephyr

Zephyr ist ein kostenloses Open-Source-Echtzeitbetriebssystem für Mikrocontroller, das von der Linux Foundation bereitgestellt wird. Es bietet einen Scheduler, Treiber, Netzwerk- und Bluetooth-Stacks, einen Device Tree und ein Build-System basierend auf CMake und dem Tool „west“. Firmware-Entwickler, die vernetzte Geräte entwickeln, setzen es auf einer Vielzahl von Boards ein. Zephyr ist bekannt für seine breite Hardwareunterstützung und seinen sicherheitsorientierten Entwicklungsprozess. Es wurde 2016 angekündigt und basiert auf dem Rocket RTOS von Wind River. Entwickler unter Linux können damit kompilieren, flashen und debuggen, und QEMU ermöglicht Tests ohne zusätzliche Hardware.

Besonderheiten

• Gerätebaum und Kconfig
• Das Westwerkzeug
• Bluetooth- und Netzwerk-Stacks
• Läuft in QEMU

Linux-Anforderungen: Die Kurzanleitung behandelt Ubuntu 24.04 LTS und höher; andere Distributionen werden auf einer separaten Seite zu den Host-Abhängigkeiten beschrieben. Die Mindestversionen der Tools in dieser Anleitung sind CMake 3.20.5, Python 3.12 und Device Tree Compiler 1.4.6. Das Zephyr SDK stellt die Toolchains bereit; zum Flashen werden möglicherweise udev-Regeln benötigt.

Linux-Alternative zu Keil MDK oder IAR Embedded Workbench.

Yocto-Projekt

Das Yocto-Projekt ist eine kostenlose Open-Source-Initiative zur Entwicklung kundenspezifischer Embedded-Linux-Distributionen. Rezepte beschreiben jedes Paket, und das Build-Tool BitBake erzeugt ein vollständiges Image für ein Board, inklusive Toolchain und SDK. Embedded-Ingenieure bei Geräteherstellern nutzen es, um reproduzierbare Firmware für Linux-basierte Produkte zu erstellen. Es ist bekannt für seine Layer-Architektur, die es Herstellern ermöglicht, Board-Unterstützung hinzuzufügen, ohne den Kern zu forken. Die Linux Foundation kündigte das Projekt 2010 an und baute es auf OpenEmbedded auf. Es läuft als Build-Host unter Linux.

Besonderheiten

• Rezeptbasierte Builds
• Lagen zur Platinenunterstützung
• SDK-Generierung
• Reproduzierbare Bilder

Linux-Anforderungen: Das Projekt testet jede Version anhand stabiler Distributionen. Die aktuelle Dokumentation listet Debian 11 bis 13, Fedora 42 bis 44, openSUSE Leap 15.6 und 16.0, Rocky Linux 8 bis 10 sowie Ubuntu 22.04 und 24.04 auf; weitere Distributionen wie AlmaLinux waren in früheren Listen enthalten. Rolling-Release- oder Entwicklungsdistributionen werden nicht unterstützt. Andere Hosts können die Buildtools-Tarballs verwenden; WSL 2 funktioniert, ist aber nicht validiert.

Linux-Alternative zu: Es gibt kein direktes Windows-Äquivalent. Windows kann nicht als Yocto-Build-Host dienen.

QEMU

QEMU ist ein kostenloser Open-Source-Maschinenemulator und Virtualisierer. Er führt Gastbetriebssysteme und Firmware für viele Prozessorarchitekturen aus und virtualisiert mit KVM unter Linux nahezu in nativer Geschwindigkeit. Embedded-Teams nutzen ihn zum Testen von Firmware, Kerneln und Bootvorgängen vor der Hardwareentwicklung, Kernel-Entwickler verwenden ihn zum Debuggen und Continuous-Integration-Systeme für architekturübergreifende Tests. Er ist bekannt für seine breite Architekturabdeckung. Entwickelt wurde er 2003 von Fabrice Bellard und basiert hauptsächlich auf Linux.

Besonderheiten

• System- und Benutzermodusemulation
• Viele Architekturen
• Momentaufnahmen
• KVM-Beschleunigung

Linux-Anforderungen: Für die KVM-Beschleunigung wird ein Linux-Kernel mit KVM und Hardwarevirtualisierung benötigt. Die Emulation anderer Architekturen ist nicht erforderlich.

Linux-Alternative zu VMware Workstation, VirtualBox und Hyper-V.

OpenModelica

OpenModelica ist eine kostenlose Open-Source-Umgebung für die Modellierungssprache Modelica. Sie bietet einen grafischen Editor für physikalische Modelle, einen Compiler, Simulations-, Plot- und Skriptschnittstellen sowie Unterstützung für den FMI-Modellaustausch. Ingenieure und Studierende modellieren damit mechanische, elektrische, thermische, hydraulische und steuerungstechnische Systeme. Sie gilt als die wichtigste offene Implementierung von Modelica. Die Gruppe um Peter Fritzson an der Universität Linköping entwickelte sie, und das 2007 gegründete Open Source Modelica Consortium leitet die Weiterentwicklung. OpenModelica läuft unter Linux.

Besonderheiten

• Grafischer Modelleditor
• Modelica-Standardbibliothek
• FMI-Export und -Import
• Python-Skripterstellung mit OMPython

Linux-Anforderungen: Offizielle Pakete existieren für Debian und Ubuntu: die LTS-Versionen beider Systeme sowie die neueste Nicht-LTS-Version von Ubuntu für x86, amd64 und armv7. Andere Distributionen verwenden Quellcode-Pakete oder kompilierte Versionen, und Linux Mint basiert auf Ubuntu.

Linux-Alternative zu Dymola, Wolfram SystemModeler oder MapleSim unter Windows.

Dymola

Dymola ist eine kommerzielle Modellierungs- und Simulationsumgebung für Modelica. Sie bietet einen grafischen Editor, einen symbolischen Gleichungsprozessor, Modellbibliotheken für Mechanik, Thermodynamik, Energiesysteme und mehr sowie den Export in FMI. Ingenieure in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Energie- und Robotikbranche erstellen damit detaillierte, domänenübergreifende Systemmodelle. Dymola gilt als das Werkzeug, aus dem Modelica hervorgegangen ist und basiert auf den Arbeiten von Hilding Elmqvist. Dynasim AB wurde 1992 in Schweden gegründet und 2006 von Dassault Systèmes übernommen. Dymola ist kostenpflichtig. Dassault dokumentiert Linux als unterstützte Plattform mit einer 64-Bit-Anwendung; GCC übersetzt die Modelle in Code. Prüfen Sie zunächst die Liste der unterstützten Distributionen.

Besonderheiten

• Verarbeitung symbolischer Gleichungen
• Große kommerzielle Bibliotheken
• FMI-Unterstützung
• Echtzeit-Codegenerierung

Linux-Anforderungen: Nur für 64-Bit-Systeme verfügbar, wird als RPM-Paket ausgeliefert und muss auf Debian-basierten Systemen konvertiert werden. GCC übersetzt die Modelle. Es werden nur wenige Distributionen unterstützt. Die UserInteraction-Bibliothek wird unter Linux nicht unterstützt.

Linux-Alternative zu MapleSim, Simcenter Amesim oder Simulink Simscape.

Simcenter Amesim

Simcenter Amesim ist eine Systemsimulationsplattform für mechatronische Systeme mit Bibliotheken für Fluidtechnik, Thermodynamik, Elektrotechnik, Mechanik und Steuerungstechnik. Ingenieure erstellen Systemschemata, legen Parameter fest und führen stationäre und transiente Studien durch. Die Plattform ist mit MATLAB und Simulink kompatibel. Automobil-, Luft- und Raumfahrt- sowie Maschinenbauingenieure nutzen Amesim zur Dimensionierung von Hydrauliksystemen, Motoren, Batteriesystemen und Antriebssträngen. Sie ist bekannt für ihre Komponentenbibliotheken und ihre Bondgraph-Architektur. Das französische Unternehmen Imagine veröffentlichte Amesim 1995, LMS International übernahm Imagine 2007 und Siemens kaufte LMS 2012. Die Software ist kostenpflichtig und läuft unter Linux und Windows. Seit Version 2210 liefert Siemens einen Cross-Compiler mit, der FMUs mit 64-Bit-Linux-Binärdateien aus Windows exportiert.

Besonderheiten

• Komponentenbibliotheken für Fluid-, Wärme- und elektrische Systeme
• Bondgraph-Grundlagen
• Kopplung von MATLAB und Simulink
• FMU-Export

Linux-Anforderungen: Läuft unter Linux und Windows. Informationen zu den Distributionen und den Echtzeit-Linux-Zielplattformen finden Sie in den Siemens-Versionshinweisen.

Linux-Alternative zu MapleSim und Simulink Simscape Fluids.

Projekt Chrono

Project Chrono ist eine kostenlose Open-Source-Physik-Engine für Mehrkörperdynamik, Kontaktsimulationen, flexible Körper, granulare Materialien und Fahrzeugsimulationen. Benutzer programmieren Modelle in C++ oder Python, und Module erweitern die Möglichkeiten um Fluid-Festkörper-Interaktionen, Sensoren und Robotik. Project Chrono wird von Forschern im Bereich Fahrzeugdynamik, Robotikgruppen und Ingenieuren, die Mehrkörpersimulationen benötigen, eingesetzt. Es ist bekannt für seine Gelände- und Fahrzeugmodelle, die unter einer freizügigen BSD-Lizenz stehen. Entwickelt wurde es an der University of Wisconsin-Madison und der Universität Parma in Italien. Es läuft auf Linux-Workstations und GPU-Knoten.

Besonderheiten

• Mehrkörperdynamik
• Kontakt- und Granularmodelle
• Fahrzeugmodelle
• Sensorsimulation

Linux-Anforderungen: Keine Voraussetzung. Erstellt mit CMake, und GPU-Module benötigen CUDA.

Linux-Alternative zu MSC Adams, SolidWorks Motion oder Simcenter 3D Motion.

GROMACS

GROMACS ist ein kostenloses Open-Source-Molekulardynamik-Paket, das unter der LGPL veröffentlicht wurde. Es simuliert Proteine, Lipide, Nukleinsäuren und andere molekulare Systeme und umfasst Werkzeuge für die Systemkonfiguration und -analyse, Methoden zur Berechnung der freien Energie sowie eine hohe CPU- und GPU-Leistung auf mehreren Knoten. Biophysiker, Biochemiker und Computerchemiker nutzen es für Membran-, Wirkstoffbindungs- und Kraftfeldstudien. Es ist für seine Geschwindigkeit bekannt. Der Name leitet sich von „Groningen Machine for Chemical Simulations“ ab. GROMACS wurde in den 1990er-Jahren an der Universität Groningen entwickelt und wird heute von Teams des KTH Royal Institute of Technology in Stockholm und anderen Zentren weiterentwickelt. Es läuft unter Linux, wo der Großteil der produktiven Anwendungen stattfindet.

Besonderheiten

• GPU-beschleunigte nicht-kovalente Wechselwirkungen
• Methoden der freien Energie
• Umfangreiches Set an Analysetools
• Schnelle PME-Elektrostatik

Linux-Anforderungen: Erstellt mit CMake und einem C++17-Compiler. Für die GPU-Nutzung werden CUDA-, OpenCL- oder SYCL-Treiber benötigt. Keine Vertriebsvoraussetzungen.

Linux-Alternative zu BIOVIA Materials Studio oder BIOVIA Discovery Studio.

Lampen

LAMMPS (Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator) ist ein kostenloser Open-Source-Code für Molekulardynamik, der unter der GPL veröffentlicht wurde. Er modelliert Metalle, Polymere, Halbleiter, weiche Materie und granulare Systeme mit einer Vielzahl interatomarer Potenziale und läuft parallel mit MPI und auf GPUs. Materialwissenschaftler und Physiker nutzen ihn zur Untersuchung von mechanischen Eigenschaften, Diffusion und Bruchmechanik. Bekannt ist er für sein erweiterbares Paketsystem und für Texteingabeskripte, die umfangreiche Studien automatisieren. Entwickelt wurde er von den Sandia National Laboratories ab Mitte der 1990er Jahre, wobei Steve Plimpton einer der Hauptautoren war. Er läuft auf Linux-Clustern.

Besonderheiten

• Großes Potenzial für eine Bibliothek
• Paketsystem
• GPU- und MPI-Beschleunigung
• Eingabeskripte

Linux-Anforderungen: Keine Voraussetzungen. Erstellt mit CMake und einer MPI-Bibliothek.

Linux-Alternative zu BIOVIA Materials Studio und Synopsys QuantumATK.

NAMD

NAMD ist ein Molekulardynamikprogramm für große biomolekulare Systeme auf Parallelrechnern. Es simuliert Proteine, Membranen und Viruskapside mit CHARMM-kompatiblen Kraftfeldern und arbeitet eng mit dem Visualisierungsprogramm VMD zusammen. Strukturbiologen und Biophysiker nutzen es für Systeme mit Millionen von Atomen. Es ist bekannt für seine parallele Laufzeitumgebung Charm++ und seine Anwendung in Simulationen großer Molekülkomplexe. Die Arbeitsgruppe für Theoretische und Computergestützte Biophysik an der University of Illinois at Urbana-Champaign unter der Leitung von Klaus Schulten entwickelte es seit den 1990er Jahren. Es ist für akademische und nichtkommerzielle Zwecke kostenlos, die kommerzielle Nutzung ist jedoch nicht gestattet. Es läuft auf Linux-Clustern und GPU-Knoten.

Besonderheiten

• Charm++ parallele Laufzeit
• CHARMM-kompatible Kraftfelder
• VMD-Integration
• GPU-residenter Modus

Linux-Anforderungen: Keine Vertriebsverpflichtung. Die Nutzung ist durch die nichtkommerzielle Lizenz beschränkt.

Linux-Alternative zu BIOVIA Discovery Studio oder Schrodinger Maestro.

OpenMM

OpenMM ist eine kostenlose Open-Source-Bibliothek für Molekülsimulationen mit einer Python-Schnittstelle und hoher GPU-Leistung. Forschende erstellen Simulationen und definieren benutzerdefinierte Kräfte in Python, führen diese auf CUDA-, OpenCL- oder CPU-Plattformen aus und nutzen sie für Freie-Energie-Methoden, erweitertes Sampling und Potenziale für maschinelles Lernen. Computerchemiker und Methodenentwickler verwenden OpenMM. Die Bibliothek ist bekannt für ihre Flexibilität bei der Definition neuer Kräfte. Sie wurde an der Stanford University in der Arbeitsgruppe von Vijay Pande entwickelt und ist mit dem Folding@home-Projekt verbunden. OpenMM läuft unter Linux, einschließlich GPU-Servern.

Besonderheiten

• Python-skriptbasierte Simulationen
• Zollkräfte
• CUDA-, OpenCL- und CPU-Plattformen
• Unterstützung des Potenzials von maschinellem Lernen

Linux-Anforderungen: Keine Vertriebsvoraussetzungen. Für die GPU-Nutzung werden passende NVIDIA- oder OpenCL-Treiber benötigt.

Linux-Alternative zu BIOVIA Discovery Studio oder Schrodinger Maestro.

CP2K

CP2K ist ein freies Open-Source-Programm zur atomistischen Simulation von Festkörpern, Flüssigkeiten, Molekülen und Grenzflächen, das unter der GPL veröffentlicht wurde. Es kombiniert Dichtefunktionaltheorie mit Molekulardynamik. Das Quickstep-Modul verwendet eine gemischte Methode aus Gaußschen und ebenen Wellen, die sich für große Systeme auf Parallelrechnern eignet. Materialwissenschaftler, Oberflächenchemiker und Elektrochemiker nutzen es für Ab-initio-Dynamik. Es ist bekannt für seine Effizienz bei großen periodischen Systemen. Das Projekt begann um das Jahr 2000 und wird von einer internationalen Community mit starken Gruppen in der Schweiz weiterentwickelt. Es läuft auf Linux-Clustern.

Besonderheiten

• Quickstep-Gauß- und ebene-Wellen-Methode
• Ab-initio-Molekulardynamik
• Große periodische Systeme
• MPI- und GPU-Unterstützung

Linux-Anforderungen: Keine Vertriebsvoraussetzungen. Für den Build werden Fortran-, MPI- und numerische Bibliotheken sowie Toolchain-Skripte benötigt.

Linux-Alternative zu BIOVIA Materials Studio oder Synopsys QuantumATK.

Quantum ESPRESSO

Quantum ESPRESSO ist eine kostenlose Open-Source-Software-Suite für elektronische Strukturrechnungen mittels Dichtefunktionaltheorie, ebener Wellen und Pseudopotentialen (GPL). Sie berechnet Grundzustände, Strukturrelaxation, Phononen, Spektroskopie und Transporteigenschaften von Kristallen und Oberflächen. Festkörperphysiker und Materialwissenschaftler nutzen sie. Der Name steht für „Open-Source Package for Research in Electronic Structure, Simulation, and Optimization“. Sie entstand in den 2000er-Jahren aus Codes, die am DEMOCRITOS-Zentrum in Triest, Italien, entwickelt wurden. Paolo Giannozzi gehört zu ihren Hauptautoren. Sie läuft auf Clustern über MPI und ist auch in GPU-fähigen Versionen verfügbar.

Besonderheiten

• Ebene Wellen und Pseudopotentiale
• Phononen
• Strukturelle Relaxation
• GPU-Versionen

Linux-Anforderungen: Keine Vertriebsvoraussetzungen. Benötigt Fortran-, MPI- und FFT-Bibliotheken.

Linux-Alternative zu BIOVIA Materials Studio oder Synopsys QuantumATK.

VASP

VASP (Vienna Ab initio Simulation Package) ist ein Programm zur Berechnung der elektronischen Struktur periodischer Systeme mittels ebener Wellen. Es führt Dichtefunktionaltheorie-, Hybridfunktional-, Molekulardynamik- und Vielteilchenberechnungen mit PAW-Pseudopotentialen (Projector Augmented-Wave) durch. Festkörperphysiker und Materialentwickler nutzen es für die Untersuchung von Kristallen, Oberflächen und Defekten sowie für das Screening neuer Materialien. Es ist bekannt für seine häufigen Zitationen in der Materialforschung. Georg Kresse und seine Kollegen entwickelten es ab den frühen 1990er Jahren in Wien. VASP ist kostenpflichtig und wird pro Forschungsgruppe lizenziert. Benutzer müssen sich bei den Entwicklern registrieren, um Zugriff zu erhalten. Im Produktivbetrieb werden üblicherweise Linux-Cluster unter einem Scheduler eingesetzt.

Besonderheiten

• Projektor-Augmented-Wave-Methode
• Hybridfunktionale
• Molekulardynamik
• Vielkörpermethoden

Linux-Anforderungen: Die Lizenzierung erfolgt pro Forschungsgruppe, und der Zugriff erfordert eine Registrierung bei den Entwicklern. Der Lizenzinhaber erstellt das Programm mit einem Fortran-Compiler und MPI.

Linux-Alternative zu BIOVIA Materials Studio oder Synopsys QuantumATK.

ORCA

ORCA ist ein Quantenchemieprogramm für Moleküle. Es deckt Dichtefunktionaltheorie, Coupled-Cluster-Methoden und andere korrelierte Wellenfunktionsmethoden sowie Spektroskopieberechnungen ab und zeichnet sich durch ein effizientes Eingabeformat und parallele Ausführung über MPI aus. Chemiker nutzen es für Reaktionsmechanismen, Spektren und Übergangsmetallverbindungen. Es ist bekannt für seine schnellen lokalen Korrelationsmethoden und den freien Zugang in der akademischen Forschung. Entwickelt wurde ORCA von der Arbeitsgruppe von Frank Neese am Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion in Mülheim, und wird nun von der Firma FACCTs unterstützt. ORCA ist für registrierte akademische Nutzer kostenlos; für die kommerzielle Nutzung ist eine Lizenz erforderlich. Es läuft unter Linux.

Besonderheiten

• DFT- und korrelierte Wellenfunktionsmethoden
• Spektroskopie
• Lokale Korrelationsansätze
• Kompakter Eingang

Linux-Anforderungen: Parallele Ausführungen nutzen MPI. Für den akademischen Download ist eine Registrierung erforderlich.

Linux-Alternative zu Spartan oder Gaussian für Windows.

Gaußsche

Gaussian ist ein kommerzielles Softwarepaket für elektronische Strukturrechnungen. Es bietet Dichtefunktionaltheorie, Hartree-Fock, Coupled-Cluster-Methoden und weitere Verfahren, Geometrieoptimierung, Frequenz- und Spektrenberechnungen sowie die grafische Benutzeroberfläche GaussView. Chemiker und Chemieingenieure nutzen es für die Untersuchung organischer und anorganischer Reaktionen und die Vorhersage von Stoffeigenschaften. Es gilt als wegweisend für die Computerchemie. John Pople und seine Arbeitsgruppe veröffentlichten 1970 die erste Version, Gaussian 70. Gaussian, Inc. wurde 1987 gegründet, und Pople erhielt 1998 den Nobelpreis für Chemie. Es handelt sich um kostenpflichtige Software mit strengen Lizenzbedingungen. Gaussian 16 ist unter anderem für Linux erhältlich, und Cluster nutzen häufig TCP Linda für die Ausführung auf mehreren Knoten.

Besonderheiten

• DFT, Hartree-Fock und Coupled-Cluster
• Geometrieoptimierung
• Spektren
• GaussView-Frontend

Linux-Anforderungen: Gaussian 16 wird als separate Linux-Binärdatei für ältere x86-64-Prozessoren sowie für SSE4.2-, AVX- und AVX2-Prozessoren unter einer einzigen Lizenz ausgeliefert. Das zuletzt im April 2023 aktualisierte Plattformdokument des Herstellers listet die Red Hat- und SUSE-Versionen für die Revisionen C.01 und C.02 auf. Revision C.02 bietet zusätzlich Unterstützung für die NVIDIA A100-GPU. Für Multi-Node-Systeme wird TCP Linda hinzugefügt.

Linux-Alternative zu Spartan oder Gaussian für Windows.

QGIS

QGIS ist ein kostenloses Open-Source-Geoinformationssystem. Es visualisiert, bearbeitet und analysiert Vektor- und Rasterdaten, bietet eine umfangreiche Werkzeugpalette mit Hunderten von Algorithmen, unterstützt Plugins und Python-Skripte und erstellt Karten für Druck und Web. Vermesser, Umweltwissenschaftler, Ingenieure von Versorgungsunternehmen und Stadtplaner nutzen es. Es gilt als wichtigste kostenlose Alternative zu kommerziellen GIS-Systemen. Gary Sherman startete es 2002 unter dem Namen Quantum GIS; es ist ein Projekt der Open Source Geospatial Foundation und läuft nativ unter Linux.

Besonderheiten

• Vektor- und Rasterunterstützung
• Verarbeitungswerkzeugkasten
• Plugins
• Python-Skripting

Linux-Anforderungen: Keine Voraussetzung. Distributionspakete, Flatpak und die Projekt-Repositories sind verfügbar.

Linux-Alternative zu ArcGIS Pro, MapInfo Pro oder Global Mapper.

GRASS GIS

GRASS GIS ist ein kostenloses Open-Source-Geoinformationssystem für Raster-, Vektor-, Bild- und Zeitreihenanalysen. Seine Module modellieren Gelände, Hydrologie, Landschaftsprozesse und Fernerkundungsdaten und laufen im Batch-Modus auf Servern. Forscher in den Bereichen Hydrologie, Ökologie und Geomorphologie nutzen es häufig in Kombination mit QGIS. Es ist bekannt für seine lange Geschichte und seine analytische Tiefe. Die US Army Construction Engineering Research Laboratories begannen 1982 mit der Entwicklung, und heute ist es ein OSGeo-Projekt. Es läuft unter Linux.

Besonderheiten

• Raster-, Vektor- und Bildmodule
• Gelände- und Hydrologiewerkzeuge
• Zeitreihenanalyse
• Stapelverarbeitung

Linux-Anforderungen: Keine Voraussetzung.

Linux-Alternative zu ArcGIS Pro, ERDAS IMAGINE oder Global Mapper.

GDAL

GDAL ist eine freie Open-Source-Bibliothek mit Kommandozeilen-Tools zum Lesen, Schreiben und Konvertieren von Geodaten (Raster- und Vektordaten). Sie unterstützt eine Vielzahl von Formaten, Reprojektion, Mosaikierung und Verzerrung und bietet Schnittstellen für Python und weitere Programmiersprachen. Nahezu jede GIS-Anwendung basiert auf GDAL, und Wissenschaftler nutzen es in Batch-Skripten für große Datensätze. GDAL gilt als die Grundlage von Open GIS. Frank Warmerdam initiierte das Projekt 1998; es ist ein OSGeo-Projekt. Skripte, die auf Tools wie gdalwarp oder ogr2ogr basieren, laufen unter Linux.

Besonderheiten

• Raster- und Vektortreiber
• Reprojektion und Verzerrung
• Befehlszeilenprogramme
• Bindungen für mehrere Sprachen

Linux-Anforderungen: Keine Voraussetzung.

Linux-Alternative zu FME, Global Mapper oder den Datenwerkzeugen von ArcGIS Pro.

WRF

Das Weather Research and Forecasting Model (WRF) ist ein kostenloses Open-Source-System zur atmosphärischen Simulation. Es unterstützt Vorhersagen mit realen Daten sowie idealisierte Studien mit verschachtelten Domänen, verschiedenen physikalischen Modellen und Datenassimilationsoptionen und läuft parallel zum MPI. Atmosphärenwissenschaftler, regionale Wettervorhersager und Klimaforscher nutzen es für Downscaling und Fallstudien. Es zählt zu den am weitesten verbreiteten Community-Wettermodellen. Das National Center for Atmospheric Research (NCAR) leitete seine Entwicklung zusammen mit der NOAA und anderen Partnern ab Ende der 1990er Jahre. Die Einrichtung von Domänen und physikalischen Modellen erfordert Erfahrung. Das Modell läuft auf Linux-Clustern.

Besonderheiten

• Verschachtelte Domänen
• Physikoptionen
• Datenassimilation
• MPI-Parallelismus

Linux-Anforderungen: Benötigt einen Fortran-Compiler sowie MPI- und NetCDF-Bibliotheken. Keine Vertriebsanforderungen.

Linux-Alternative zu: Es gibt kein direktes Windows-Äquivalent.

CDO

CDO (Climate Data Operators) ist eine kostenlose Open-Source-Sammlung von Kommandozeilenoperatoren zur Verarbeitung von Klimadaten und numerischen Modelldaten, hauptsächlich in den Formaten NetCDF, GRIB und verwandten Formaten. Die Operatoren führen statistische Berechnungen, Interpolationen, Regridding, Dateiarithmetik und Zeitreihenoperationen an langen Datensätzen durch. Klimaforscher und Dateningenieure verketten sie in Pipelines. CDO ist bekannt für seine hohe Geschwindigkeit und Skriptfähigkeit. Es wurde vom Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg unter der Leitung von Uwe Schulzweida entwickelt und läuft unter Linux und macOS.

Besonderheiten

• Statistische Operatoren
• Neugitterung
• Zeitreihenoperationen
• NetCDF- und GRIB-Formate

Linux-Anforderungen: Keine Voraussetzung.

Linux-Alternative zu: Es gibt kein direktes Windows-Äquivalent. Am ehesten vergleichbar sind MATLAB- oder Python-Skripte.

Slurm

Slurm ist ein kostenloser Open-Source-Workload-Manager für Rechencluster. Er weist Knoten zu, reiht Jobs in die Warteschlange ein, setzt Prioritäten und Limits durch, führt Job-Arrays aus und erfasst Abrechnungsdaten. Benutzer übermitteln Batch-Skripte, die Kerne, Speicher und Rechenzeit anfordern. Cluster-Administratoren und Forscher, die Simulationen durchführen, nutzen Slurm. Es ist bekannt für den Betrieb der Batch-Systeme vieler großer Supercomputing-Zentren. Der Name stand ursprünglich für „Simple Linux Utility for Resource Management“. Das Lawrence Livermore National Laboratory begann 2002 mit der Entwicklung, die später von SchedMD übernommen wurde. Das Leibniz-Rechenzentrum nutzt Slurm für seine Linux-Cluster und für SuperMUC-NG.

Besonderheiten

• Jobwarteschlangen, Prioritäten und Limits
• Job-Arrays
• Buchhaltung
• GPU- und Ressourcenplanung

Linux-Anforderungen: Keine Verteilungsanforderungen. Erfordert übereinstimmende Versionen auf allen Knoten und eine gemeinsame Konfiguration.

Linux-Alternative zu Microsoft HPC Pack oder IBM Spectrum LSF.

Open MPI

Open MPI ist eine freie Open-Source-Implementierung des Message Passing Interface (MPI)-Standards für Programme, die auf mehreren Prozessen und Knoten ausgeführt werden. Es unterstützt zahlreiche Netzwerkarchitekturen, Prozessstarter und Scheduler und wird von mehreren kommerziellen Solvern optional unterstützt. Lumerical dokumentiert beispielsweise die Durchführung von Simulationen mit Open MPI oder Intel MPI. HPC-Entwickler und Clusterbetreiber nutzen es. Bekannt wurde es durch die Zusammenführung der vier Vorgängerprojekte FT-MPI, LA-MPI, LAM/MPI und PACX-MPI im Jahr 2004. Es läuft unter Linux.

Besonderheiten

• Viele Netzwerkstrukturen
• Scheduler-Integration
• MPI-Standardkonformität
• Mehrere Werfer

Linux-Anforderungen: Keine Anforderung. Passen Sie die Versionen an die Solver an, die ihre eigenen Versionen mitliefern.

Linux-Alternative zu Microsoft MPI oder Intel MPI unter Windows.

Pack

Spack ist ein kostenloser Open-Source-Paketmanager für HPC (High-Performance Computing). Er erstellt wissenschaftliche Software aus dem Quellcode und ermöglicht die parallele Bereitstellung zahlreicher Versionen und Varianten. Die Rezepte beschreiben Compiler, MPI-Bibliotheken und Abhängigkeiten. Cluster-Administratoren und Softwareentwickler nutzen Spack, um reproduzierbare Umgebungen auf verschiedenen Rechnern zu gewährleisten. Bekannt ist Spack für sein Konzept der Spezifikationen, die einen Build in einer einzigen Zeile beschreiben. Es wurde 2013 von Todd Gamblin am Lawrence Livermore National Laboratory entwickelt und läuft unter Linux und macOS.

Besonderheiten

• Spezifikationen zur Beschreibung der Builds
• Viele Versionen und Varianten nebeneinander
• Compilerverwaltung
• Reproduzierbare Umgebungen

Linux-Anforderungen: Benötigt Python und einen Compiler. Keine Vertriebsanforderungen.

Linux-Alternative zu vcpkg oder Conda unter Windows.

Apptainer

Apptainer ist ein kostenloses Open-Source-Containersystem für gemeinsam genutzte HPC-Systeme. Es führt Images aus, ohne Nutzern Root-Zugriff auf dem Host zu gewähren, packt eine Anwendung und ihre Bibliotheken in eine einzige Datei, die zwischen verschiedenen Rechnern übertragen werden kann, und integriert sich in MPI und GPUs. Forscher und Clusterbetreiber nutzen es, um dieselbe Software auf Laptops und Supercomputern auszuführen. Es ist bekannt für seine Wurzeln in Singularity. Gregory Kurtzer entwickelte Singularity 2015 am Lawrence Berkeley National Laboratory, und das Projekt schloss sich 2021 als Apptainer der Linux Foundation an. Es läuft unter Linux.

Besonderheiten

• Einzeldateibilder
• Läuft als normaler Benutzer
• MPI- und GPU-Unterstützung
• Docker-Image-Import

Linux-Anforderungen: Die Nutzung ohne Root-Rechte erfordert unprivilegierte Benutzer-Namespaces. Kernel 3.8 ist die Mindestvoraussetzung, 4.18 oder höher wird empfohlen. Für den vollen Funktionsumfang werden außerdem FUSE- und OverlayFS-Unterstützung benötigt. Alternativ kann der Setuid-Modus verwendet werden, der unter Enterprise Linux die fuse3-Bibliotheken ab Version 3.3.0 benötigt. Distributionen bieten diese als Apptainer und Apptainer-SUID an.

Linux-Alternative zu Docker Desktop oder Podman Desktop.

GCC

Die GNU Compiler Collection (GCC) ist eine freie Open-Source-Compiler-Suite für C, C++, Fortran und weitere Programmiersprachen. Sie optimiert den Code, unterstützt OpenMP und viele Prozessorarchitekturen und ist die Standard-Toolchain der meisten Linux-Distributionen. Wissenschaftliche Programmierer nutzen sie für Fortran-, C++- und C-Code, von älteren Simulationsprogrammen bis hin zu neuen Bibliotheken. Sie gilt als Grundlage der freien Software-Toolchain. Richard Stallman veröffentlichte die erste Version 1987. Die Standardversionen variieren je nach Distribution, beispielsweise GCC 16 unter Fedora 44. Hersteller geben die Compiler-Anforderungen an; diese sollten daher überprüft werden. Die GCC läuft unter Linux.

Besonderheiten

• C, C++ und Fortran
• OpenMP
• Viele Prozessorarchitekturen
• Viele Optimierungsoptionen

Linux-Anforderungen: Keine Anforderung. Die Hersteller geben die unterstützten Versionen an.

Eine Linux-Alternative zu Microsoft Visual C++ oder dem veralteten Intel Fortran unter Windows.

LLVM und Clang

LLVM ist eine kostenlose Open-Source-Compiler-Infrastruktur, und Clang ist deren Frontend für C, C++ und verwandte Sprachen. Sie bieten schnelle Kompilierung, übersichtliche Diagnosefunktionen, statische Analyse, Bereinigungsmechanismen zur Erkennung von Speicherfehlern und undefiniertem Verhalten sowie ein Framework, das von vielen Sprach- und GPU-Toolchains genutzt wird. Wissenschaftliche Softwareentwickler und Tool-Entwickler setzen sie ein. LLVM ist bekannt für seinen modularen Aufbau. Chris Lattner entwickelte LLVM um das Jahr 2000 an der University of Illinois in Urbana-Champaign, Clang folgte später. NVIDIA führt Clang unter den unterstützten Host-Compilern für CUDA auf. Es läuft unter Linux.

Besonderheiten

• Modulares Design
• Statische Analyse
• Desinfektionsmittel
• Sprachserver

Linux-Anforderungen: Keine Voraussetzung.

Eine Linux-Alternative zu Microsoft Visual C++ oder einigen der Intel oneAPI-Compiler unter Windows.

PETSc

PETSc, das Portable, Extensible Toolkit for Scientific Computation, ist eine kostenlose Open-Source-Bibliothek des Argonne National Laboratory. Sie bietet parallele Löser für lineare und nichtlineare Systeme, Zeitintegratoren, Optimierungsalgorithmen und Netzdatenstrukturen und läuft auf MPI- und GPU-Systemen. Entwickler von Finite-Elemente-, CFD- und Geophysik-Codes nutzen sie, und Forscher verwenden sie zum Testen von Lösungsstrategien. PETSc ist bekannt für seine zur Laufzeit wählbaren Lösungsoptionen. Die Entwicklung begann Anfang der 1990er Jahre in Argonne. PETSc läuft auf Linux-Clustern.

Besonderheiten

• Parallele lineare und nichtlineare Löser
• Zeitintegratoren
• MPI- und GPU-Unterstützung
• Solver-Optionen werden zur Laufzeit ausgewählt

Linux-Anforderungen: Benötigt MPI, BLAS, LAPACK und Compiler. Keine Vertriebsanforderungen.

Linux-Alternative zu Intel oneMKL-Solvern oder MATLAB Sparse-Solvern.

NVIDIA CUDA Toolkit

Das CUDA Toolkit ist die Entwicklungsumgebung von NVIDIA für GPU-Computing. Es enthält den nvcc-Compiler, eine Laufzeitumgebung, mathematische Bibliotheken wie cuBLAS und cuFFT sowie Profiler und Debugger. Entwickler von Simulationsprogrammen, Frameworks für maschinelles Lernen und Signalverarbeitungssoftware nutzen es, und viele kommerzielle Solver verwenden es zur GPU-Beschleunigung. Es hat maßgeblich dazu beigetragen, GPU-Computing für allgemeine Zwecke zu etablieren. NVIDIA führte CUDA in den Jahren 2006 und 2007 ein. Das Toolkit ist kostenlos, aber proprietär. Offizielle Linux-Unterstützung umfasst RHEL 8 bis 10, Ubuntu LTS, Debian, SLES und Fedora. Seit CUDA 13.2 (März 2026) wird es auch für RHEL-Neuinstallationen wie AlmaLinux unterstützt.

Besonderheiten

• nvcc-Compiler
• cuBLAS- und cuFFT-Bibliotheken
• Profiler und Debugger
• Host-Compiler-Unterstützung für GCC und Clang

Linux-Anforderungen: RHEL 8 bis 10, Ubuntu 22.04, 24.04 und 26.04, Debian 12 und 13, SLES 15 und 16, Fedora 44 sowie RHEL-Neubauten seit CUDA 13.2. NVIDIA nennt Kernel- und GCC-Versionen pro Distribution.

Linux-Alternative zu DirectCompute, OpenCL oder verschiedenen Toolkits unter Windows.

Python mit NumPy und SciPy

Python ist eine universelle Programmiersprache, die durch NumPy und SciPy zu einer wissenschaftlichen Rechenplattform wird. NumPy bietet schnelle mehrdimensionale Arrays und lineare Algebra, während SciPy Optimierung, Integration, Interpolation, Signalverarbeitung, dünnbesetzte Matrizen und Statistik hinzufügt. Ingenieure und Wissenschaftler nahezu aller Fachrichtungen nutzen sie als Grundlage für Datenanalyse, Simulationsskripte und die Visualisierung mit Matplotlib. Sie sind bekannt für die große Anzahl an Bibliotheken, die auf ihnen basieren. Guido van Rossum veröffentlichte Python 1991, SciPy entstand um 2001 und Travis Oliphant entwickelte NumPy 2006. Conda oder virtuelle Umgebungen gewährleisten die Reproduzierbarkeit der Paketversionen zwischen Workstation und Cluster. Alle diese Bibliotheken laufen nativ unter Linux und sind kostenlos.

Besonderheiten

• Schnelle Arrays
• Lineare Algebra
• Optimierung und Integration
• Signalverarbeitung

Linux-Anforderungen: Keine Voraussetzung.

Linux-Alternative zu MATLAB, OriginPro oder sogar Microsoft Excel.

JupyterLab

JupyterLab ist eine kostenlose, quelloffene, browserbasierte Umgebung für Notebooks, Texteditoren und Terminals. Ein Notebook kombiniert Code, Ergebnisse, Diagramme und erläuternden Text und unterstützt Python, Julia, R und weitere Sprachen über Kernel. Wissenschaftler und Ingenieure nutzen es zur Forschung, Lehre und zum Austausch von Analysen. Es entstand aus IPython, das 2001 von Fernando Pérez ins Leben gerufen wurde, und wurde 2014 durch das Projekt Jupyter weiterentwickelt. Die stabile JupyterLab-Oberfläche erreichte 2018 ihren Höhepunkt. Unter Linux läuft es häufig auf einem Server oder Clusterknoten und ist über einen Tunnel erreichbar, wodurch die Analyse direkt neben den Daten erfolgt. Längere Produktionsläufe gehören in Skripte, nicht in Notebooks.

Besonderheiten

• Notebook-Schnittstelle
• Viele Sprachkerne
• Terminals und Editoren
• Erweiterungen

Linux-Anforderungen: Keine Voraussetzung. Für die Fernnutzung ist ein SSH-Tunneling oder ein Hub erforderlich.

Linux-Alternative zum MATLAB Live Editor oder Mathematica Notebooks.

PyTorch

PyTorch ist ein kostenloses Open-Source-Framework für maschinelles Lernen mit Tensoren, automatischer Differenzierung, neuronalen Netzwerkmodulen und GPU-Beschleunigung. Wissenschaftler nutzen es für Ersatzmodelle, physikbasierte Netzwerke und Bildanalyse, Ingenieure für lernbasierte Steuerung und Signalverarbeitung. Es ist bekannt für seinen „Define-by-Run“-Ansatz, der das Debuggen von Modellen vereinfacht. Die KI-Forschungsgruppe von Meta veröffentlichte PyTorch 2016 und 2017 auf Basis der früheren Torch-Bibliothek. 2022 wurde es in die PyTorch Foundation unter dem Dach der Linux Foundation integriert. Das GPU-Training basiert auf dem NVIDIA CUDA-Stack, dessen Dokumentation NVIDIA für viele Linux-Distributionen bereitstellt.

Besonderheiten

• Tensoren auf der GPU
• Automatische Differenzierung
• Neuronale Netzwerkmodule
• Verteiltes Training

Linux-Anforderungen: Die GPU-Nutzung hängt von den NVIDIA-Treibern und der CUDA-Version ab. Für die CPU-Nutzung sind keine Distributionsvoraussetzungen erforderlich.

Linux-Alternative zur MATLAB Deep Learning Toolbox oder Windows ML.

scikit-learn

scikit-learn ist eine kostenlose Open-Source-Python-Bibliothek für klassisches maschinelles Lernen. Sie bietet Regression, Klassifizierung, Clustering, Dimensionsreduktion, Modellauswahl und Vorverarbeitung in einer konsistenten Schnittstelle zu Pipelines. Ingenieure und Wissenschaftler nutzen sie für Sensordaten, Testergebnisse und Prozessüberwachung, wo kleine und erklärbare Modelle oft besser geeignet sind als tiefe neuronale Netze. Die Bibliothek ist bekannt für ihre Dokumentation und ihr einheitliches Design. David Cournapeau begann die Entwicklung 2007 als Google Summer of Code-Projekt, und ein Team des INRIA veröffentlichte 2010 die erste öffentliche Version. Sie läuft nativ unter Linux.

Besonderheiten

• Einheitliche Schätzerschnittstelle
• Pipelines
• Kreuzvalidierung
• Große Auswahl an Algorithmen

Linux-Anforderungen: Keine Voraussetzung.

Linux-Alternative zu Minitab, JMP oder IBM SPSS Modeler.

Git

Git ist ein kostenloses, quelloffenes, verteiltes Versionskontrollsystem. Es protokolliert jede Änderung an Code, Eingabedateien, Skripten und Dokumenten, unterstützt Branches und Tags und ermöglicht es mehreren Personen, an denselben Dateien zu arbeiten. Ingenieure und Wissenschaftler nutzen es, um Solver-Eingaben und Analyseskripte zu verfolgen, wodurch jedes Ergebnis seinen Ursprung nachvollziehbar macht. Es ist bekannt für seine Geschwindigkeit und dafür, dass es den Linux-Kernel hostet. Linus Torvalds entwickelte es im April 2005, nachdem das Kernel-Projekt den Zugriff auf das BitKeeper-Tool verloren hatte. Git stammt aus der Linux-Welt und ist in jeder gängigen Distribution enthalten.

Besonderheiten

• Verteilte Geschichte
• Zweige und Tags
• Schnelle Operationen
• Haken

Linux-Anforderungen: Keine Voraussetzung.

Linux-Alternative zu TortoiseSVN und Team Foundation Version Control.

TeX Live

TeX Live ist eine kostenlose Open-Source-Distribution des TeX-Satzsystems mit LaTeX, BibTeX und Biber, Schriftarten und Tausenden von Paketen. Es erzeugt hochwertige Dokumente mit Gleichungen, Querverweisen, Bibliografien und Abbildungen. Wissenschaftler und Ingenieure nutzen es für wissenschaftliche Artikel, Dissertationen, Berichte und Spezifikationen. Es ist bekannt für die Qualität seines mathematischen Satzes. Donald Knuth entwickelte TeX 1978, Leslie Lamport baute LaTeX in den frühen 1980er-Jahren, und TeX-Benutzergruppen pflegen TeX Live seit den späten 1990er-Jahren. Jede gängige Linux-Distribution bietet es über ihren Paketmanager an.

Besonderheiten

• LaTeX und BibTeX
• Tausende Pakete
• Hochwertige Mathematik
• Viele Schriftarten

Linux-Anforderungen: Keine Voraussetzung. Eine vollständige Installation ist umfangreich.

Linux-Alternative zu Microsoft Word mit dem Formeleditor MiKTeX oder Scientific WorkPlace.

Schlangenmacher

Snakemake ist ein kostenloses Open-Source-Workflow-Management-System. Sie definieren Regeln, die beschreiben, wie Ausgabedateien aus Eingabedateien entstehen. Snakemake berechnet daraufhin die auszuführenden Schritte, führt diese unabhängig voneinander parallel aus und kann sie an einen Scheduler wie Slurm oder an die Cloud übermitteln. Bioinformatiker, Klimaforscher und Ingenieure nutzen es, um mehrstufige Analysen reproduzierbar zu machen. Es ist bekannt für seine Python-basierte Syntax und die Unterstützung von conda und Containern. Johannes Köster begann die Entwicklung um 2012. Snakemake läuft unter Linux.

Besonderheiten

• Regelbasierte Arbeitsabläufe
• Parallele Ausführung
• Cluster- und Cloud-Einreichung
• Conda- und Containerintegration

Linux-Anforderungen: Benötigt Python. Keine Distributionsanforderungen.

Linux-Alternative zu Alteryx Designer oder KNIME.