InsightCAE - Die Idee
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.
- Kundenspezifische CFD/FEM Workflow's
- keine Lizenzkosten, besonders vorteilhaft bei mehreren Nutzern und parallelen HPC-Anwendungen
- Für Linux- und Windows-Systeme
- HPC / Cloud Unterstützung
Unser zusätzlicher Service:
- Einführung in der Benutzung der Software durch Organisation von Trainings
- Bereitstellung von Support und Ansprechpersonen zur Behebung von Problemen
- Implementierung von Erweiterungen und Automatisierungslösungen
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.
- 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
Wir verwenden hauptsächlich diese Software:
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 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.
Mehr Details können Sie dieser Präsentation entnehmen:
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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
Unsere Software sowie OpenFOAM und Code_Aster sind aktuell reine Linux-Software. Sie können aber mit dem "Linux Subsystem für Windows" auch unter Windows 10 (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 muss ein X-Server für Windows installiert werden. Hier stehen unter Windows verschiedene freie X-Server zur Auswahl.
Für die bequeme Installation von InsightCAE und OpenFOAM unter Windows stellen wir einen Installer zur Verfügung:
https://sourceforge.net/projects/insightcae/files/install_InsightCAE.exe
Laden sie die EXE-Datei von diesem Link herunter und führen Sie sie aus:
- Es wird das Windows Subsystem für Linux aktiviert, falls es noch nicht aktiviert ist
- Dann wird Ubuntu 18.04 in die WSL-Umgebung installiert
- Danach wird die aktuelle Version von InsightCAE und OpenFOAM aus dem Internet geladen und in die WSL-Umgebung installiert. Dazu werden von einmal ca. 500MB über das Internet übertragen und ca. 3GB Festplattenspeicher benötigt.
- Zum Schluß wird der X-Server vcXsrv installiert.
- Beachten Sie bitte:
- Für die Aktivierung des WSL und die Installation von vcXsrv sind Administratorrechte nötig
- Das WSL-System wird für den Benutzer eingerichtet, der den Installer ausführt. Andere Nutzer des Systems können die Installation nicht nutzen.
Ubuntu
Aktuell werden für die Releases "Bionic" (18.04 LTS) und "Focal" (20.04LTS) 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-ce
Die folgende Zeile muss zur Datei ~/.bashrc hinzugefügt werden, damit die notwendigen Umgebungsvariablen gesetzt werden:
$ source /opt/insightcae/bin/insight_setenv.sh
Um diese Änderung zu aktivieren, muss ein neues Terminal geöffnet werden.
Nun kann z.B. die Analysis-Workbench gestartet werden mit:
$ workbench
CentOS
Das Release 7 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/silentdynamics.repo # yum-config-manager --enable silentdynamics # yum --enablerepo=extras install -y epel-release
Installieren Sie die Software durch Ausführung von:
# yum install -y paraview5-insightcae freecad-insightcae insightcae-ce
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
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.
Video Tutorials
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
Einige Beispiele für Workflows, die wir für unsere Kunden entwickelt haben:
Ship Resistance CFD
CFD simulation without manual intervention for these applications:
- single phase, low Froude number (simpleFoam)
- single phase with approximated free surface (potentialFreeSurfaceFoam)
- two phase (interFoam or LTSInterFoam)
- two phase with trim an sinkage (interDyMFoam)
Marine propeller and propulsion analysis
CFD (OpenFOAM) of single operation points and open-water curves
- free propeller
- ducted propeller
- axial pump
- optimal diameter, optimal rpm, propulsion prognosis, ...
Hydrodynamic Bearing
CFD (OpenFOAM) of hydrodynamic bearings, single excentricity or characteristic curve/field
- circular journal bearing
- multi-segment journal bearing
- multi-segment journal bearing with fluid-structure interaction (Code_Aster)