Page History
Krótki opis usługi
...
Celem W ramach usługi udostępnione jest udostępnienie oprogramowania oprogramowanie do symulacji przepływu ciekłych metali , za pomocą równoległej adaptacyjnej metody wykorzystujące równoległą adaptacyjną metodę elementów skończonych. Aplikacja ModFemMet pozwala na modelowanie pola prędkości, ciśnień i temperatury w cieczach, ze szczególnym uwzględnieniem metali. W celu zagwarantowania właściwego odwzorowania właściwości w zależności od temperatury, stosowana jest aproksymacja odcinkami liniowa parametrów materiałowych.
Aplikacja ModFemMet jest wygenerowana ze szkieletu programowego ModFEM, który zalicza się do kategorii Otwartego i Wolnego Oprogramowania (WiOO; ang. FLOSS – Free Libre/Open Source Software).
O projekcie ModFEM
Metody obliczeniowe oparte na siatkach, w tym także metoda elementów skończonych (MES), od lat wspierają efektywną analizę złożonych zjawisk fizycznych, opisywanych za pomocą równań różniczkowych cząstkowych (RRC) w przestrzeniach jedno-, dwu- i trójwymiarowych. Istnieje wiele przypadków, w których wykorzystanie siatek niestrukturalnych, wraz z adaptacją wspartą odpowiednim oszacowaniem błędu, prowadzi do najbardziej skutecznego i efektywnego wykorzystania MES. Niezależnie od faktu, iż wymagania obliczeniowe MES z siatkami adaptacyjnymi mogą być nawet o kilka rzędów wielkości mniejsze, zachowując tę samą dokładność rozwiązania, nadal istnieją zadania o tak dużym stopniu złożoności, że mogą być one rozwiązane tylko z wykorzystaniem równoległych środowisk obliczeniowych. Opracowywanie aplikacji i bibliotek dla metody elementów skończonych w środowiskach równoległych wymaga rozwiązania wielu problemów. Istnieją technologie oraz gotowe biblioteki wspierające tworzenie programów w takich środowiskach, jak również kompletne aplikacje, zarówno komercyjne jak i darmowe (FLOSS) wspierające wykonanie w środowiskach równoległych. W ostatnich latach, w ramach każdej z tych kategorii, pojawiło się wiele propozycji, artykułów i gotowych implementacji odnoszących się do równoległej, adaptacyjnej metody elementów skończonych.
...
- Należy zarejestrować się w projekcie PlGrid+ (jak to jest opisane tutaj) i wygenerować plik z certyfikatem.
Pobrać aplikację dostępową QCG Icon
* (http://ze strony www.qoscosgrid.org/trac/qcg-icon
) *aplikacja(Aplikacja QCG Icon jest aplikacją dostępową dla szerokiego spektrum usług
PlGrid+PLGrid, rozwijaną w ramach projektu QosCosGrid w Poznańskim Centrum Superkomputerowo-Sieciowym, nie związaną z usługą ModFemMet)
- Skonfigurować program QCG icon - w tym celu należy wczytać wygenerowany wcześniej plik z certyfikatem oraz wybrać dziedzinę usług "Metalurgia".
Pierwsze kroki
Dane wejściowe i wyjściowe
...
- pliki o rozszerzeniu .vtk umożliwiające analizę wyników w programie ParaView.
- (opcjonalnie) zestaw plików .vtk umożliwiający analizę problemów niestacjnarnych oraz tworzenie animacji
- plik o rozszerzeniu .dmp/.dat zawierające końcowy stan siatki oraz pola, umożliwiające kontynuację obliczeń w przyszłości
- (opcjonalnie) zestaw plików .dmp/.dat zawierające dane dla poszczególnych kroków czasowych, pozwalające na symulowanie począwszy od wybranego momentu czasowego, pozwalające użytkownikowi modyfikować ustawienia i kontynuować obliczenia w odmienny sposób
- plik output_interactive.txt zawierający komunikaty od programu, w tym dane odnośnie zbieżności problemu oraz zastosowanych parametrów
...
Przykładowy zestaw plików wejściowych znajduje się tutaj: ModFemMetmodfem_met_example.zip
Opis plików wejściowych
problem_heat.dat
Parametry sterujące symulacji przepływu ciepła są szczegółowo opisane w komentarzach wewnątrz pliku (patrz: ModFemMetpatrz modfem_met_example.zip)
problem_ns_supg.dat
Parametry sterujące symulacji przepływu cieczy są szczegółowo opisane w komentarzach wewnątrz pliku (patrz: ModFemMetmodfem_met_example.zip)
bc_heat.dat
Plik specyfikuje warunki brzegowe dla zagadnienia przepływu ciepła. Składa on się z sekcji, które wiążą numer brzegu z warunkiem nakładanym na ten brzeg, np.:
...
Poprawnie skonstruowany plik bc_heat.dat zawiera tyle sekcji warunków brzegowych ile jest odrębnych brzegów domeny obliczeniowej. Ilości Liczba brzegów wraz z ich numeracją definiowana jest w pliku siatki w danym formacie (np. Nastran).
...
- Numeru brzegu, dla którego dany warunek ma być nałożony, przypisanego do zmiennej bcnum.
- Rodzaju warunku brzegowe wraz z jego parametrami. Dostępne warunki brzegowe to:
- isothermal - brzeg izotermiczny
- radconv - warunek radiacja-konwekcja
- normal_heat_flux - strumień ciepła na brzegu
- marangoni - efekt Marangoniego
- goldak_heat_source - źródło ciepła wg modelu Goldaka (patrz: "A new Finite Element Model for Welding Heat Sources" J.Goldak, A.Chakravarti and M.Bibby, June 1984)
bc_ns_supg.dat
Plik specyfikuje warunki brzegowe dla przepływu cieczy. Składnia pliku jest identyczna jak w przypadku bc_heat.dat.
...
pressure_pins:
(
{
node_coor = [0.0, 0.0, 0.0];
p = 0.0;
}
);
materials.dat
Plik specyfikuje dane materiałowe m. in. takie jak gęstość, lepkość, ciepło właściwe, przewodność cieplna, oporność elektryczna.
...
Należy zwrócić uwagę na to by wszystkie wartości podane były w tym samym układzie miar w tym samym wymiarze bądź zgodnie przeskalowane.
input_interactive.txt
W pliku tym użytkownik określa sekwencje działań programu, np.
...
W większości przypadków nie ma potrzeby zmiany powyższej sekwencji komend. (Uwaga: Sekwencja "d v" spowoduje wygenerowanie pliku .vtk z wynikami z ostatniego kroku czasowego symulacji. Można skonfigurować program tak by generował pliki .vtk po każdym kroku symulacji - np. w celu stworzenia animacji - w tym celu należy zdefiniować odpowiednie parametry w plikach problem_heat.dat oraz problem_ns_supg.dat).
Aplikacja kliencka do generowania plików wejściowych
Równolegle z pracami nad oprogramowaniem uruchomianym po stronie serwera w ramach zasobów obliczeniowych PlGrid+ PLGrid trwają prace nad aplikacją z graficznym interfejsem użytkownika ułatwiającą tworzenie wymienionych wcześniej plików wejściowych. Na obecnym etapie prototyp aplikacji klienckiej umożliwia tworzenie trzech plików wejściowych: problem_ns_supg.dat, problem_heat.dat, input_interactive.txt.
Dla każdego z plików dostępna jest zakładka, po przejściu na którą można uzupełnić wartości wszystkich wymaganych parametrów.
Używanie aplikacji klienckiej jest opcjonalne - wszystkie pliki wejściowe można edytować w dowolnym edytorze tekstowym.
Uruchamianie usługi
Proces uruchamiania usługi ModFemMet zobrazowano poniżej:
W celu rozpoczęcia pracy z usługą ModFemMet należy:
- Zarejestrować się w projekcie PlGrid+ i wygenerować plik z certyfikatem
- Pobrać aplikację dostępową QCG Icon* (http://www.qoscosgrid.org/trac/qcg-icon) *aplikacja QCG Icon jest aplikacją dostępową dla szerokiego spektrum usług PlGrid+, rozwijaną w ramach projektu QosCosGrid w Poznańskim Centrum Superkomputerowo-Sieciowym, nie związaną z usługą ModFemMet
- Skonfigurować program QCG icon - w tym celu należy wczytać wygenerowany wcześniej plik z certyfikatem oraz wybrać dziedzinę usług "Metalurgia".
...
- Stworzyć zestaw plików wejściowych (w tym celu można wykorzystać przykładowy zestaw: ModFemMet_example.zip)
- Stworzone pliki wejściowe zapisać we wspólnym katalogu. Nazwa katalogu nie ma znaczenia - w przypadku zlecania wielu obliczeń warto nadać zestawowi plików nazwę jednoznacznie identyfikującą rozwiązywany problem.
- W katalogu umieścić także plik z siatką (np. w formacie Nastran)
- W tym samym katalogu co katalog z plikami stworzyć pusty plik o nazwie takiej jak katalog z plikami wejściowymi i rozszerzeniu, np.:
- Uruchomić QCG Icon, wybrać Plik->Zleć zadanie
- Wskazać plik .mfm
- W kolejnym oknie zaznaczyć katalog z plikami wejściowymi oraz kliknąć "Zleć"
W zależności od rodzaju zadania obliczenia mogą potrwać od kilku minut do wielu godzin - w trakcie obliczeń program QCG Icon nie musi być uruchomiony. Po ponownym uruchomieniu QCG Icon zlecone zadanie nadal będzie widnieć na liście - jeśli obliczenia zakończyły się sukcesem stan zadania zmieni się na "Zakończone".
Po zakończeniu obliczeń na dysk pobrany zostanie katalog z wynikami - w postaci pliku (lub plików) .vtk.
Film instruktażowy
| Widget Connector | ||||
|---|---|---|---|---|
|
|
|
Widget Connector
Analiza wyników
...
Pliki wynikowe .vtk zawierają dane pola prędkości oraz temperatur. Do wizualizacji danych oraz postprocessingu należy użyć programu ParaView (http://www.paraview.org).
Gdzie szukać dalszej pomocy?
Zapraszamy na helpdesk.
Wersja prototypowa:
Sierpień 2013
Wersja gotowa:
Listopad 2014
Overview
Content Tools