Según mi leal saber y entender, la biblioteca de elementos finitos de Python más utilizada es FiPy.
Uso esta biblioteca con frecuencia, y la recomiendo encarecidamente. Es un proyecto estable y maduro (la versión estable actual es 2.1.2), actualmente mantenida por su creador, la Biblioteca de Medición de Materiales del Instituto de Gobierno de EE. UU., NIST. La documentación y el (trabajo) sample code son excelentes. También es relativamente (para una biblioteca numérica especializada) simple de instalar; las únicas dependencias son NumPy y PySparse (que también son dependencias de sfePy).
Si ha intentado instalar esta biblioteca en el pasado y ha tenido dificultades, puede volver a intentarlo. La razón por la que digo que es Trillinos (la biblioteca de procesamiento distribuido para FiPy) es ahora un paquete separado (aunque recomendaría usar Trillinos si desea paralelizar cómputos de FiPy)
(Nota: también podría ser útil, esto Sitio: hpfem.org (un sitio mantenido por un consorcio de tres universidades) mantiene una excelente colección de bibliotecas FEM y otros recursos.)
No sé mucho sobre su problema específico, pero cada vez que necesito hacer algo con código numérico pesado, compruebo lo que Sagemath (http://sagemath.org) usa para resolver el problema. Usan algunas bibliotecas realmente buenas. – liori