Child pages
  • Metalurgia: MCMicro
Skip to end of metadata
Go to start of metadata

1. Usługa MCMicro

Główna funkcjonalność usługi MCMicro umożliwia:

  • Przygotować dane do plików wejściowych do symulacji rozrostu ziaren oraz rekrystalizacji statycznej za pomocą metody Monte Carlo.
  • Wygenerować pliki tekstowe *.mcmicro umożliwiające zlecenie obliczeń na klastrze obliczeniowym za pomocą oprogramowania QCG-Icon.
  • Uruchomić symulacje na dowolnej liczbie węzłów obliczeniowych.
  • Zwizualizować wyniki obliczeń symulacji 2D.

2. Aktywowanie usługi

Aby korzystać z funkcjonalności opracowanej usługi MCMicro użytkownik zobowiązany jest do realizacji następujących kroków:

1. Rejestracja w portalu PL-Grid i założenie konta użytkownika (Pierwsze kroki). 

2. Logowanie do Portalu.

3. W zakładce „Certyfikaty” konieczne jest wygenerowanie certyfikatu simpleCA, który następnie zostanie zapisany na dysku twardym użytkownika.

4. W zakładce „Usługi” konieczna jest aplikacja o dostęp do usług dostępnych w katalogu: Globalny dostęp QosCosGrid, Dostęp do klastra ZEUS, dostęp do usługi MCMicro.

5. Pobranie instalatora QCQ_Icon dla interesującej platformy i uruchomienie jego klienta.

6. Pobranie klienta aplikacji.

Ograniczenia w korzystaniu

Obecnie klienta usługi MCMicro można uruchomić tylko na systemach operacyjnych MS Windows z zainstalowanym środowiskiem Microsoft .NET 4 (w razie potrzeby można pobrać wymagany framework ze strony producenta)

3. Przygotowanie pliku wejściowego do symulacji rozrostu ziaren metodą Monte Carlo w usłudze MCMicro

W celu wygenerowania plików wejściowych do symulacji rozrostu ziaren metodą Monte Carlo w usłudze MCMicro należy uruchomić aplikację MCMicro.exe (pobierz MCMicro GUI). Użytkownik ma do dyspozycji graficzny interfejs, w którym w pierwszej kolejności widoczne jest główne menu aplikacji przedstawione na Rysunku 1.

Rysunek 1. Menu główne aplikacji w usłudze MCMicro.

Algorytm generacji plików wejściowych do symulacji jest intuicyjny i składa się z kilku podstawowych kroków.

Krok 1. Podanie parametrów symulacji:

Z menu „Symulacja” należy wybrać opcje „Rozrost ziaren” a następnie przygotować dane do symulacji („Symulacja -> Rozrost Ziaren”, Rysunek 2). Po wybraniu tej opcji ukaże się okno z parametrami modelu, które użytkownik może dowolnie modyfikować (Rysunek 3).

Rysunek 2. Menu wyboru rodzaju symulacji w usłudze MCMicro. 

Rysunek 3. Menu parametrów początkowych symulacji rozrostu ziaren metodą Monte Carlo w usłudze MCMicro. 

Menu wyboru parametrów symulacji składa się z kilku podstawowych bloków przedstawionych na Rysunku 4, gdzie odpowiednie bloki odpowiadają za:

1. Wybór ścieżki pliku oraz nazwy symulacji.

2. Parametry określające kształt domeny obliczeniowej, odpowiednio rozmiary:

  • Szerokość.
  • Długość.
  • Wysokość.

3. Dostępne sąsiedztwa w przestrzeni MC:

  • Von Numann’a.
  • Moore’a.
  • Pentagonalne losowe.
  • Heksagonalne losowe.

4. Wprowadzenie podstawowych parametrów symulacji:

  • Ilość kroków Monte Carlo MCS.
  • Początkowa ilość stanów Q.
  • Współczynnik KbT.

5. Wybór warunków brzegowych:

  • Periodyczne.
  • Nieperiodyczne.

6. Utworzenie pliku wejściowego do symulacji

Rysunek 4. Elementy menu parametrów początkowych symulacji rozrostu ziaren w usłudze MCMicro. 

Po wyborze parametrów użytkownik definiuje ścieżkę, gdzie zostanie zapisany plik wejściowy do dalszej symulacji. Informacje o ścieżce mogą być wpisane ręcznie w pole „Ścieżka pliku” (blok 1), lub można dokonać wyboru odpowiedniego folderu z pliku (blok 1, przycisk „Wybierz”). W drugim przypadku dla ułatwienia wyboru lokalizacji folderu zostanie wyświetlone okno pozwalające określić odpowiednią lokalizację lub stworzyć nowy folder (Rysunek 5).

Rysunek 5. Wybór folderu do zapisu plików wejściowych w usłudze MCMicro. 

Po wypełnieniu wszystkich wymaganych elementów w korku 1, nastąpi przejście do kroku 2.

Krok 2. Wygenerowanie pliku wejściowego do symulacji MCMicro:

W celu wygenerowania pliku wejściowego do symulacji MCMicro należy z menu rozrostu ziaren wybrać opcję „Generuj plik”, opcja ta (nr 6.) została pokazana na Rysunku 4.

Krok 3. Uruchomienie symulacji.

W celu zlecenia zadania do realizacji użytkownik zobowiązany jest do wykorzystania oprogramowania middlewere. Przykładowe uruchomienie symulacji w usłudze MCMicro zostanie przedstawione na przykładzie QCG-Icon (Rysunek 7) .

W przypadku zlecenia zadania, należy wybrać plik wejściowy do zadania (wygenerowany w kroku 2), wybrać nazwę aplikacji za pomocą, której użytkownik planuje przeprowadzić symulację (np. MCMicro), oraz zasoby na serwerze Zeus.

Rysunek 7. Zlecenie zadania z poziomu aplikacji QCG-Icon.

4. Przygotowanie pliku wejściowego do symulacji rekrystalizacji statycznej Monte Carlo

Z menu „Symulacja” użytkownik ma również możliwość wyboru opcji „Rekrystalizacja statyczna”. W tym przypadku w kolejnym etapie należy przygotować dane do symulacji („Symulacja -> Rekrystalizacja Statyczna”, Rysunek 8). Po wybraniu tej opcji użytkownikowi ukaże się okno z parametrami modelu (Rysunek 9).

Rysunek 8. Menu wyboru rodzaju symulacji w usłudze MCMicro.

Krok 1. Wybór parametrów zarodkowania:

Podczas symulacji rekrystalizacji statycznej z wykorzystaniem usługi MCMicro, użytkownik ma do wyboru jeden z zaimplementowanych modeli zarodkowania:

  • Stałe.
  • Przyrostowe.
  • Spadkowe.
  • Jednorazowe.

Wszystkie parametry jakie można określić w modelu rekrystalizacji statycznej w usłudze MCMicro zostały zestawione w menu zarodkowania przedstawionym na Rysunku 9.

Rysunek 9. Menu pozwalające określić parametry zarodkowania wykorzystywanego podczas symulacji rekrystalizacji statycznej w usłudze MCMicro.

Krok 2. Podział energii zmagazynowanej:

Mając wybrany typ zarodkowania użytkownik określa sposób podziału energii zmagazynowanej w wyniku odkształcenia plastycznego pomiędzy poszczególne komórki przestrzeni obliczeniowej. Użytkownik ma do wyboru podział homogeniczny, w którym wszystkie komórki dostają określoną równą wartość energii oraz podział heterogeniczny, w którym więcej energii zostanie przydzielone komórkom leżącym na granicach ziaren oraz w złączach potrójnych. Użytkownik może również wprowadzić do modelu zależność rozrostu ziaren jako funkcję kąta dezorientacji granic ziaren. Budowa menu do podziału energii zmagazynowanej została zestawiona na Rysunku 10. 

Rysunek 10. Menu do określania podziału energii zmagazynowanej w modelu rekrystalizacji statycznej w usłudze MCMicro.

Krok 3. Wybór parametrów symulacji:

Kolejnym elementem symulacji jest wybór parametrów określających czas trwania obliczeń. Użytkownik określa czas symulacji w jednostkach modelu (MCS) oraz długość jednego kroku symulacji. Ponadto użytkownik może wybrać czy chce zapisać tylko końcową morfologię mikrostruktury czy też zapisywać mikrostrukturę co daną liczbę kroków, Rysunek 11. Druga opcja umożliwi analizę wyników w kolejnych etapach modelowania. 

Rysunek 11. Menu parametrów początkowych symulacji rekrystalizacji statycznej metodą Monte Carlo w usłudze MCMicro.

Krok 4. Wygenerowanie pliku wejściowego do symulacji:

Ostatni krok przygotowania symulacji rekrystalizacji statycznej w usłudze MCMicro, obejmuje wygenerowanie pliku tekstowego, który następnie posłuży do zlecenia obliczeń po stronie serwera, co przestawia Rysunek 12.

Rysunek 12. Menu do generowania plików wejściowych w formacie *.mcmicro.

Po wygenerowaniu pliku tekstowego symulację uruchamia się w analogiczny sposób jak symulację rozrostu ziaren przedstawioną w poprzednim paragrafie.

Uwaga 1 W przypadku wybrania opcji Rozrost ziaren + Rekrystalizacja statyczna parametry rozrostu zostaną automatycznie pobrane z okna Rysunek 4.

Uwaga 2 W przypadku wybrania opcji Rekrystalizacja statyczna przy zlecaniu zadania za pomocą QCG-Icon poza plikiem *.mcmicro należy dołączyć początkową morfologię mikrostruktury co ilustruje Rysunek 14 (liczba węzłów obliczeniowych dla Rekrystalizacji Statycznej musi być taka sama jak liczba węzłów dla rozrostu ziaren).

Rysunek 14. Zlecenie zadania z wcześniej wygenerowaną mikrostrukturą. 

5. Uruchamianie obliczeń bezpośrednio na platformie obliczeniowej.

W ramach usługi również można zlecać zadania samodzielnie, z pomięciem aplikacji middleware. W tym celu należy wykonać następujący zestaw kroków:

Krok 1. Zalogowanie po ssh na klaster obliczniowy, można do tego użyć darmowego klienta WinSCP:

Dane do logowania:

- host name: ui.cyf-kr.edu.pl

- port: 22

- login i hasło takie samo jak w portalu PL-Grid 

(Ogólne zasady panujące na klastrze można znaleźć pod adresem: zasady)

Krok 2. Skopiowanie pliku z parametrami początkowymi do symulacji do katalogu domowego użytkownika (Rysunek 15):

Rysunek 15. Przesłanie plików do katalogu domowego.

Składnia przykładowego pliku wejściowego została (przyklad.mcmicro) przedstawiona na Rysunku 16.

Rysunek 16. Opis parametrów pliku wejściowego.

Krok 3. Utworzenie skryptu zawierającego wszystkie koniecznie elementy do uruchomienia zadania w systemie kolejkowym:

Przykładowa składnia pliku "pierwszy.sh" została przedstawiona na Rysunku 17.

Rysunek 17. Składnia skryptu do uruchomienia przykładowego zadania.

Dodatkowe informację dotyczące poszczególnych parametrów skryptu można znaleźć na stronie: przykładowe zadanie

Krok 4. Dodanie zadania do kolejki:

Zadania do systemu kolejkowego można dodawać za pomocą komendy qsub (Rysunek 18).

Rysunek 18. Dodanie zadania do systemu kolejkowego

Krok 5. Wizualizacja wyników.

Po zakończonej symulacji (Rysunek 19), wyniki zostaną zapisane w katalogu z którego zostały zlecone obliczenia, wyniki te można zwizualizować za pomocą dostarczonego GUI, cały proces wizualizacji został przedstawiony w rozdziale 6 poniższej instrukcji.

Rysunek 19. Wyniki symulacji zapisane w folderze z którego zostało zlecone zadanie.

6. Wizualizacja mikrostruktury

W celu zwizualizowania wygenerowanej morfologii mikrostruktury, należy z menu „Wyniki” wybrać opcję „Wczytaj mikrostrukturę” (Rysunek 20) , a następnie zaznaczyć pliki tekstowe (Po skończonej symulacji QCG-Icon automatycznie pobiera wyniki na dysk użytkownika) z uzyskanymi wynikami (Rysunek 21).

Rysunek 20. Menu służące do wczytania wygenerowanej morfologii mikrostruktury.

Rysunek 21. Wybór plików z morfologią.

Po wykonaniu tych kroków w aplikacji pojawi się wczytana mikrostruktura Rysunek 22.

Rysunek 22. Wizualizacja wczytanej mikrostruktury.

 

  • No labels