Open-Source Entwurfsprogramme

open source cae software by silentdynamics

Open-Source Engineering Software

Die Ingenieure von silentdynamics haben langjährige Erfahrung im Umgang mit Open-Source Engineering Software. Die Benutzung von freier Software eröffnet zahlreiche Möglichkeiten:

  • keine Lizenzkosten, besonders vorteilhaft bei massiv parallelen HPC-Anwendungen
  • Open-Source-Code ermöglicht Anpassungen an spezielle Probleme oder Entwicklungsumgebungen

Wir möchten unser Wissen teilen und Sie in der erfolgreichen Anwendung von Open-Source-Software unterstützen. Dies beinhaltet:

  • Einführung in der Benutzung der Software durch Organisation von Trainings
  • Bereitstellung von Support und Ansprechpersonen zur Behebung von Problemen
  • Implementierung von Erweiterungen und Automatisierungslösungen

Von uns benutzte Software

OpenFOAM openfoam_logo


OpenFOAM ist das umfassendste freie Computational-Fluid-Dynamics-Programm, das derzeit verfügbar ist.

Es verfügt über alle Funktionen, die für eine erfolgreiche Anwendung von CFD notwendig sind. Hinzu kommt, dass der Quellcode vollständig offen ist, und es ist völlig kostenlos. In Verbindung mit der guten parallelen Skalierbarkeit wird großes Potenzial für die Erhöhung von Produktivität und Entwurfssicherheit bei gleichzeitiger Kostenreduzierung eröffnet.

Der Schwerpunkt von OpenFOAM liegt auf Computational Fluid Dynamics. Aber durch die offene und modulare Architektur ist die Software auch ideal für die Lösung anderer Aufgaben, wie die Berechnung von elektrischen und magnetischen Feldern. Insbesondere wegen der grenzenlose Anpassungsmöglichkeiten von Open-Source-Software können sehr individuelle Lösungen hervorragend entwickelt werden.

Code_Aster code_aster_logo


Code_Aster ist das Finite-Elemente-Programm von Electricite de France (EDF). Seit 2001 ist es freie Software und steht unter der GPL-Lizenz zur Verfügung.

Im Vergleich mit anderen freien FEM-Codes sticht Code_Aster durch seine umfangreiche Funktionalität heraus. Zusätzlich zum numerischen Löser, der sowohl seriell als und parallelisiert arbeitet, gibt es die Pre- und Postprocessing-Workbench "Salome" für die Bearbeitung und Vernetzung der Modelle und zur Visualisierung der Ergebnisse.

Da Code_Aster für die Berechnung von Kernreaktoren entwickelt und verwendet wird, unterliegt der Code einer umfassenden Qualitätskontrolle.

Die spezielle Software-Architektur von Code_Aster ermöglicht eine weitgehende Automatisierung aller Berechnungsprozesse.

InsightCAEfree design software insight cae

Einzelne Open-Source-Projekte können oft nur Teilaufgaben in Analyseprozess erfüllen. Für komplexe Berechnungsaufgaben ist oft eine Kombination aus mehreren Open-Source-CAE-Tools erforderlich.

Um Open-Source-Software produktiv und effizient für die täglichen Aufgaben zu verwenden, wird das Automatisierungs-Framework InsightCAE von silentdynamics zur Verfügung gestellt.

InsightCAE dient als Rahmen für die automatisierte Durchführung von Analyseverfahren. Ziel ist es, Schnittstellen zu allen Tools und Simulationsprogrammen zur Verfügung zu stellen, die für eine bestimmte Berechnungsaufgabe benötigt werden.

  • Workflows numerischer Simulationen sind oft komplex und werden manuell bearbeitet:

    InsightCAE stellt Werkzeuge bereit, um diese Workflows zu automatisieren:
  • Für wiederkehrende Aufgaben wird die "Best-Practice"-Vorgehensweise implementiert
  • Der Benutzer braucht nur wenige notwendige Parametern bereitstellen
  • Eine grafische Benutzeroberfläche (GUI) ermöglicht die Eingabe der Parameter und enthält die Dokumentation

Mehr Details können Sie dieser Präsentation entnehmen:

Dokumentation

Folgen Sie diesem Link, um die Dokumentation zu lesen.

InsightCAE besteht aus zahlreichen Komponenten. Zusätzliche Informationen zu einigen Komponenten finden Sie hier:

InsightCAD

ISCAD ist ein skriptbasiertes CAD-Programm. Die Features umfassen:

  • basiert auf OpenCASCADE, Import von IGES, STEP, BREP
  • Voll parametrische Teilekonstruktion, parametrische Skizzen (durch FreeCAD), Baugruppenkonstruktion, Teilebibliothek, Zeichnungsableitung (DXF)
  • Selektion von Features (Kanten, Faces, etc) über Abfragesprache
  • Integrierte Gittergenerierung mit gmsh und snappyHexMesh

Siehe User Guide für mehr Details.

isofCaseBuilder

Der Case Builder ist ein interaktives Werkzeug um OpenFOAM-Berechnungsfälle aus in InsightCAE definierten Featureelementen zusammenzusetzen.

In diesem Tutorial finden Sie mehr Informationen.

Installation

Der Sourcecode ist frei verfügbar und wird bei Github gehostet: https://github.com/hkroeger/insightcae. (Das Projekt war ursprünglich bei Sourceforge gehostet, dieses Repository wird aber nicht mehr betreut)

Für Bugs, Probleme oder Entwicklungswünsche können Sie hier Tickets anlegen: https://github.com/hkroeger/insightcae/issues.

Es existiert außerdem ein Forum: https://groups.google.com/forum/#!forum/insightcae.

Windows 10 Enterprise/64bit oder Windows Server

Unsere Software ist aktuell eine reine Linux-Software (Wir arbeiten an einer echten Windows-Version). Sie kann aber mit dem "Linux Subsystem für Windows" auch unter Windows 10 Enterprise (nur 64 bit) oder Windows Server ausgeführt werden. Dabei wird keine Virtualisierung benutzt. Die Prozesse teilen sich den Arbeitsspeicher mit den Windows-Prozessen und die Dateien werden im Windows-Dateisystem abgelegt. Für die grafische Ausgabe stehen unter Windows verschiedene X-Server zur Auswahl, im Folgenden wird Xming verwendet.

Dazu muss zuerst das Linux Subsystem aktiviert werden. Das geschieht durch folgende Schritte:

  1. Windows PowerShell als Administrator starten (Rechtsklick auf Startmenü > "PowerShell (Admin)") und ausführen:
    > Enable-WindowsOptionalFeature -Online -FeatureName Microsoft-Windows-Subsystem-Linux

    Nach Aufforderung den Computer neu starten.

  2. Linux-Image downloaden:
    > Invoke-WebRequest -Uri https://aka.ms/wsl-ubuntu-1604 -OutFile ~/Ubuntu.zip -UseBasicParsing
  3. Entpacken:
    > Expand-Archive ~/Ubuntu.zip c:\Distros\Ubuntu
  4. Linux-System konfigurieren:
    Folgende Aufrufe als Benutzer "root":

    > c:\Distros\Ubuntu\ubuntu.exe config --default-user root

    Passwort des Benutzers user“ setzen:

    > c:\Distros\Ubuntu\ubuntu.exe
    # passwd user

    InsightCAE mit OpenFOAM installieren:

    # echo deb http://downloads.silentdynamics.de/ubuntu xenial main > /etc/apt/sources.list.d/sd.list
    # apt-key adv --fetch-keys http://downloads.silentdynamics.de/SD_REPOSITORIES_PUBLIC_KEY.gpg
    # apt-get update
    # apt-get install insightcae-base openfoamplus-insightcae

    Wieder auf Standardbenutzer zurücksetzen:

    > c:\Distros\Ubuntu\ubuntu.exe config --default-user user

    Datei c:\Distros\Ubuntu\ubuntu.exe zur Startleiste hinzufügen

Danach den Xming-Server für die grafische Ausgabe installieren:

  1. Xming-Installer herunterladen
    https://sourceforge.net/projects/xming/files/Xming/6.9.0.31/Xming-6-9-0-31-setup.exe
  2. Installer ausführen:
    • Check: "Install quick launch icon"
    • Nach der Installation Netzwerkzugriff erlauben
  3. In der Bash-Umgebung die DISPLAY-Variable setzen
    $ sudo -i
    # echo "export DISPLAY=:0" >> /etc/profile.d/xming.sh
    # exit

Benutzung:

  1. Zuerst "Xming" X-Server starten
  2. Danach Ubuntu-Bash-Kommandozeile starten
  3. In der Shell Anwendungen ausführen, z.B. InsightCAE-Workbench:
    $ workbench

Ubuntu


Aktuell werden für die Releases "xenial" (16.04 LTS) und "bionic" (18.04 LTS) Binärpakete bereitgestellt.

Fügen Sie das silentdynamics Apt-Repository zu den Paketquellen hinzu und importieren Sie den dazugehörigen Schlüssel. Dazu die folgenden Befehle ausführen:

$ sudo apt-key adv --fetch-keys http://downloads.silentdynamics.de/SD_REPOSITORIES_PUBLIC_KEY.gpg
$ sudo add-apt-repository http://downloads.silentdynamics.de/ubuntu
$ sudo apt-get update

Dann installieren Sie die Software durch Ausführung von:

$ sudo apt-get install insightcae-base

Anmerkungen:

  • in 18.04 muss die Datei "/etc/ImageMagick-6/policy.xml" angepasst werden. Andernfalls werden die Diagramme nicht in die automatisch erstellten Reports eingefügt.
    Ändern Sie die Zeile

    <policy domain="coder" rights="none" pattern="PDF" />

    in

    <policy domain="coder" rights="read|write" pattern="PDF" />

CentOS


Das Release 7.3.1611 wird aktuell unterstützt.

Fügen Sie das silentdynamics yum-Repository hinzu, indem Sie (als root) den folgenden Befehl in die Befehlszeile einfügen. Die dritte Zeile fügt das "Extra Packages for Enterprise Linux"-Repository hinzu, das eine Menge zusätzlicher Software für Redhat-basierte Distributionen enthält:

# yum-config-manager --add-repo http://downloads.silentdynamics.de/centos/7.3.1611/silentdynamics.repo
# yum-config-manager --enable silentdynamics
# yum --enablerepo=extras install -y epel-release

Installieren Sie die Software durch Ausführung von:

# yum install -y paraview-insightcae freecad-insightcae insightcae-base

Aus dem Quellcode kompilieren


Erstellen Sie zuerst eine Arbeitskopie des Quellcodes aus dem Github-Repository:

$ git clone https://github.com/hkroeger/insightcae.git insight-src

Als Buildsystem wird CMake verwendet. Das Kompilieren erfolgt in einem separaten Verzeichnis. Erstellen Sie zuerst dieses Verzeichnis, konfigurieren Sie dann den Buildprozess, z.B. mit ccmake, und kompilieren Sie anschließend die Software mit make:

$ mkdir insight && cd insight
$ ccmake ../insight-src
$ make

Einige Umgebungsvariablen müssen gesetzt werden. Dafür wird während des Buildprozesses ein Skript erstellt. Es kann bspw. in Ihrer ~/.bashrc Datei ausgewertet werden, indem Sie die folgende Zeile hinzufügen:

source /path/to/insight/bin/insight_setenv.sh

Unsere Dienstleistungen

Wir implementieren automatisierte Berechnungsabläufe entsprechend Ihren Wünschen und Spezifikationen. Diese können wir als Zusatzmodule zu InsightCAE leicht bereitstellen und warten,

Dadurch

  • beschleunigen Sie Ihre tägliche Arbeit,
  • werden Fehler durch falsche Bedienung vermieden,
  • können komplizierte Aufgaben auch durch unerfahrene Kollegen erledigt werden

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Einige Beispiele für Workflows, die wir für unsere Kunden entwickelt haben: