DIANA dispone di una gran varietà di elementi, tra cui elementi trave (rettilinei e curvi), elementi tridimensionali, membrane, elementi assialsimmetrici e con deformazioni piane, piastre, gusci, elementi di interfaccia. Tutti questi elementi possono essere combinati in un determinato modello. Mediante elementi speciali, è possibile modellare le barre di armatura, presenti in strutture di calcestruzzo armato, così come griglie di armatura e cavi pre- e/o post-tesi. La definizione delle armature può essere eseguita direttamente dal pre-processore, in un riferimento globale.

DIANA presenta una serie di vantaggi, rispetto ad altri codici FEM commerciali. Una delle qualità più notevoli riguarda la modellazione di strutture in calcestruzzo armato e del suolo di fondazione. Sono infatti disponibili i più avanzati modelli costitutivi, implementati ed aggiornati da un gruppo di ricercatori olandesi nel corso degli ultimi trent'anni. Tra questi modelli si ricordano la frattura discreta e quella diffusa (smeared), i modelli di rilassamento delle pre-tensioni, così come gli algoritmi per l'analisi inversa. Inoltre, DIANA prevede diverse tecniche di analisi dinamica nel campo dell'ingegneria sismica.

Analisi Statica Lineare: è possibili specificare vincoli lineari generici (tyings) tra i gradi di libertà del sistema (spostamenti, rotazioni, temperature ecc.). E' possibile determinare la linea di influenza per carichi mobili. E' possibile calcolare la vita a fatica di una struttura mediante i diagrammi di Wöhler.

Analisi Non-Lineare: frattura, viscoelasticità, creep, iperelasticità, plasticità, viscoplasticità, problemi di liquefazione del suolo ed altri ancora. Evoluzione temporale della temperatura, concentrazione e livello di maturazione possono essere specificati nelle leggi costitutive. Analisi con non-linearità geometrica. Problemi di contatto.

Analisi Dinamica: analisi armonica stazionaria, analisi con sollecitazione random, analisi transitoria lineare e non-lineare, analisi di interazione fluido-struttura, dinamica non-lineare.

Stabilità Euleriana: modi di svergolamento della struttura, analisi delle perturbazioni e comportamento post-critico.

Analisi di Flusso: trasmissione del calore, flusso delle acque a scala regionale o locale, analisi delle sezioni di travi, interazione fluido-struttura, flusso di Reynolds, lubrificazione, comportamento termico del conglomerato cementizio poco dopo il getto, solidificazione, evaporazione di un liquido, modellazione di flussi di acque sotterranee e processi di contaminazione e trasporto all'interno del suolo.

Analisi flusso-tensionale accoppiata: consolidazione geotecnica, analisi di stabilità dei pendii, analisi strutturale con flussi termici.

Analisi a fasi: DIANA permette di studiare le fasi durante la realizzazione della struttura, ed individuare gli aspetti critici per ognuna delle fasi temporali.

Analisi Parametrica.

Lattice Analysis: DIANA possiede uno speciale modulo per lo studio mediante il Lattice Model. E' possibile descrivere il mezzo continuo mediante una rappresentazione equivalente discreta costituita da un traliccio di aste o travi. Tale schema permette di studiare il processo di frattura alle piccole scale, e valutare l'influenza del disordine microstrutturale.

Analisi Dinamica Non-Lineare.

Elasticità, Elasticità Non-lineare, Iiperelasticità: modelli di Mooney-Rivlin, Besseling, Ogden.

Plasticità: Tresca, Von Mises, Mohr-Coulomb, Drucker-Prager, Rankine, Egg Cam-clay model, Modified Mohr-Coulomb, Hill and Hoffmann, Hoek-Brown, Perzyna e Duvaut-Lions, Fraction model.

Frattura: smeared crack, frattura discreta.

Viscoelasticità: catene di Maxwell e Kelvin, Double Power law models.

Modelli speciali per i terreni: initial stress ratio, Towhata-Iai, Bowl, Nishi models.

Nonlinearità di interfaccia: discrete cracking, crack dilatancy, bond-slip, friction, nonlinear elasticity, modelli di interfaccia definiti dall'utente.

Modelli materiali definiti dall'utente: è possibile assegnare una generica relazione costitutiva non lineare mediante codice fortran definito dall'utente.

Sistema di Equazioni Lineari: DIANA può risolvere un sistema lineare sia direttamente che iterativamente (decomposizione Cholesky, decomposizione di Gauss, e metodo Pivot, metodo del gradiente coniugato, metodo dei minimi residui generalizzato. Opzioni di precondizionamento: decomposizione LU incompleta, Diagonale, o elemento per elemento).

Equazioni Nonlineari: Un sistema non lineare deve essere risolto iterativamente, fino a che non si raggiunga una configurazione equilibrata. A tal fine, DIANA offre i più noti schemi iterativi: rigidezza costante o lineare, metodo di Newton-Raphson normale o modificato. Inoltre, sono disponibili tre metodi Quasi-Newton: Broyden, BFGS, e Crisfield.

Ogni schema di iterazione può essere combinato con il metodo di controllo Arc-length per adattare l'incremento di carico ad ogni step successivo. E' possibile scegliere tra Spherical Path e Updated Normal Plane method. Nei casi in cui siano presenti fenomeni di snap-through e snap-back è possibile utilizzare una tecnica di controllo indiretto degli spostamenti. L'algoritmo di Line search permette di stabilizzare la convergenza e di incrementare la rapidità.

Autovalori: In funzione del tipo di elemento è possibile effettuare una analisi degli autovalori per ottenere le frequenze di oscillazione libera ed i modi di vibrazione. Inoltre il calcolo degli autovalori consente l'analisi di stabilità linearizzata. In ognuna di queste applicazioni il calcolo può essere condotto col metodo di iterazione dei sottospazi, il metodo di Lanczos od il metodo di Arnoldi.

Si tratta di una discrettizzazione spinta del continuo mediante elementi monodimensionali (beams) con connessioni rigide ai nodi. In tal modo, il reticolo realizza l'approssimazione di un continuo alla Cosserat, dotato cioè di microcoppie reattive in corrispondenza dei nodi, ed è aderente al comportamento meso-meccanico del calcestruzzo, ove le rotazioni locali giocano un ruolo fondamentale nel definire i meccanismi coesivi e quelli di bridging.

Il processo di calcolo, per spostamenti o carichi imposti, è effettuato mediante una sequenza di calcoli elastici lineari, nei quali la tensione normale in ciascuna trave viene determinata come risultante di sforzi assiali e flessionali. In corrispondenza di ciascun passo, si rimuove quindi dalla mesh la trave caratterizzata dal massimo rapporto tensione/resistenza, e si ricomincia il calcolo aggiornando la matrice di rigidezza. In tal modo, si simula il danneggiamento progressivo del materiale sotto sollecitazioni svariate, evidenziando la transizione dalla fase iniziale di danneggiamento diffuso alla fase conclusiva di formazione di una macrofessura che porta a rottura il provino (Figura 3).

In letteratura, il metodo è stato applicato con successo per simulare stati tensionali mono e bi-assiali, come prove di trazione diretta, flessione e taglio. Recentemente, il metodo è stato esteso a stati tensionali di compressione e indentazione, tarando opportunamente i coefficienti che tengono conto della rotazione locale delle travi.