This study assesses the capability of ChatGPT to generate finite element code for geotechnical engineering applications from a set of prompts. We tested three different initial boundary value problems using a hydro-mechanically coupled formulation for unsaturated soils, including the dissipation of excess pore water pressure through fluid mass diffusion in one-dimensional space, time-dependent differential settlement of a strip footing, and gravity-driven seepage. For each case, initial prompting involved providing ChatGPT with necessary information for finite element implementation, such as balance and constitutive equations, problem geometry, initial and boundary conditions, material properties, and spatiotemporal discretization and solution strategies. Any errors and unexpected results were further addressed through prompt augmentation processes until the ChatGPT-generated finite element code passed the verification/validation test. Our results demonstrate that ChatGPT required minimal code revisions when using the FEniCS finite element library, owing to its high-level interfaces that enable efficient programming. In contrast, the MATLAB code generated by ChatGPT necessitated extensive prompt augmentations and/or direct human intervention, as it involves a significant amount of low-level programming required for finite element analysis, such as constructing shape functions or assembling global matrices. Given that prompt engineering for this task requires an understanding of the mathematical formulation and numerical techniques, this study suggests that while a large language model may not yet replace human programmers, it can greatly assist in the implementation of numerical models.


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《工程》是中国工程院(CAE)于2015年推出的国际开放存取期刊。其目的是提供一个高水平的平台,传播和分享工程研发的前沿进展、当前主要研究成果和关键成果;报告工程科学的进展,讨论工程发展的热点、兴趣领域、挑战和前景,在工程中考虑人与环境的福祉和伦理道德,鼓励具有深远经济和社会意义的工程突破和创新,使之达到国际先进水平,成为新的生产力,从而改变世界,造福人类,创造新的未来。 期刊链接:https://www.sciencedirect.com/journal/engineering
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