SALOME

SALOME:オープンソースの数値解析シミュレーションのための統合化プラットホーム 公式サイト:http://salome-platform.org

開発:CEA・フランス原子力庁、EDF・フランス電力公社、OpenCASCADE・オープンソース3次元モデリングツール

SALOME.5

これまでの10年ほどで、コンピュータのハードウエアやソフトウエアの性能向上は、原子力利用技術の分野におけるシミュレーションソフトウエアに対して、著しく大きな変化をもたらしてきました。 新しいコンピュータの解析能力は、以下に示す画期的なシミュレーションを可能にしてきました。
より現実に(これまでの簡略化した2次元モデルではなく、複雑な3次元形状をそのまま扱う)
より複雑に(複合した物理現象やモデル規模のオーダーが異なる場合も考慮できるように)
より有効に(未確認な現象の関連などを分析する)

2001年より、これらの展開を効果的に促進し活用するために、CEA:フランス原子力庁とEDF:フランス電力公社は、SALOMEと名付けたソフトウエアプラットホーム(解析システムの基盤)を開発してきました。 このSALOMEは、様々な複雑なCAEアプリケーションを統合化するためのツールとして活用されます。 このツールは、CADモジュール、モデルのメッシュ生成、入力ファイルの定義、解析プログラム連携、結果の可視化、などの機能を実現するプログラムとして構築されています。

このプラットホームは、コミュニティでの共同開発を念頭に置いて構築が進められています。そのため、LGPLライセンスに従うことでこれを実現しています。 SALOMEが提供するソフトウエアのモジュールやサービスにより、様々なCAEアプリケーションを可能にしています。 このことは、学術的な解析コードを容易に利用できるようにし、利用者の環境に適合させることにもつながっています。 SALOMEは、EURIWAREとOpenCascadeの支援を受けながら、とても積極的な開発チームの10年にわたる努力の積み重ねにより開発が続けられています。SALOMEは、CEAとEDFにおける原子力の学術研究や工学的開発に関する以下の領域において活用されています。:原子炉物理学、構造解析学、熱流体力学、核燃料物理学、材料科学、地質学や放射性廃棄物シミュレーション、電磁気学や放射線防御

開発状況

プロジェクト開始:2001年  開発チーム:20名・これまでの合計で200人年  解析検証:3700種のテスト  バグの対応:年間で500件を集約し確認  ソフトウエア規模:120万行(9割がC++・1割がPython)  配布計画:2年毎にメジャーバージョン公開・半年毎に修正版の公開

利用者数

EDF・フランス電力公社とCEA・フランス原子力庁:300名利用  外部:4000名利用  ウエブからのダウンロード:年間に12000件

SALOMEの重要な特徴

・CAEの標準的な手順に対応した学術的なソフトウエアを開発する(データ変換の形式、技術的な選択)
・CAEによる形状データと解析ソフトウエアとの間を統合する(CAD=CAE連携)
・最新の様々な学術的解析ソフトウエアを統合するためのモジュール構造を提供する
・各種の解析プログラム間の連携可能性を高める
・標準的で効率的な利用者が使いやすいユーザーインターフェイスを提供する(それにより研究遂行での遅延や手間を低減できる)
・CEAやEDFでの研究開発や学術研究においてその品質が検証されている
・共同開発を推進するためにオープンソースの戦略を採用しながら高度な機能を持つアプリケーションを構築している

CEAとDEFにおける全体的な目的

CEAやEDFにおける多くのプロジェクトが、現在、SALOMEを活用しています。それは以下の目的を実現するために、各種のツールを統合して統合的なシステムを構築するためです。

・物理現象の数値解析を目的とした統合的な開発環境を提供する
・民間での原子力活用における設計品質を維持する要求に対応する
・解析システムにおいて過去の蓄積と最先端の成果を連携させる(開発手順やシステム連携)
・高性能計算機システムや可視化技術の成果を応用する

主要機能と技術的選択

■ユーザーインターフェイス

SALOMEのプラットホームは、解析に関する全ての作業をカバーするような作業環境を提供します。具体的には、CADで定義される形状データの作成から結果の可視化までに対応しており、これを実現するために、共通データ形式や管理ツールや連携ツールなどにより各種のプログラムが統合されています。

・SALOMEの利用にあたっては、2種類の方法が組み込まれ提供されています。
3次元表示を用いてグラフィカルな利用方法(Qt4,VTKなどを利用)
キーボードによるコマンド入力による利用方法(Python言語を利用)

SALOMEでは、両方の利用方法では同じ解析機能が利用でき、この切り替えのために簡単な方法が提供されています。

■各種機能の統合と解析ツールの連携

・数値解析のプラットホームとして、SALOMEは非常に多機能で、改良を容易にするためにモジュール化された構成となっています。これより、PythonやC++言語で開発された解析ツールやモジュールを追加することで、容易に機能拡張が可能です。
・解析プログラムについては、PythonやC++言語やFortranで作られたものであれば、これまで活用されたプログラムの蓄積から最新技術で開発されたものまで、統合することが可能です。
・各種のプログラムの機能を統合化するために、連携用ツールが利用されています。

■解析手順の管理

・プラットホームの管理機能を用いることで、利用者は、並列処理クラスタを活用して連携はしてはいるものの利用手順が複雑な解析プログラムの実行を、容易に設定し管理することができます。この機能は、対話的に進めることもバッチジョブとして利用することも出来ます。

■メッシュと領域データ管理

・SALOMEでは、解析モデルのメッシュや領域の情報を内部データとして記述するために、HDF5と言う形式を用いています。ここでは、並列処理用の分割したメッシュを考慮することもできます。
・各種のシミュレーションで利用するための様々なメッシュ情報などを管理するために、変換や補間の機能を持っています。

ダウンロード

SALOMEは、http://www.salome-platform.org より、いくつかのLinux用とWindows用のソフトウエアをダウンロードすることができます。このサイトでは、利用手順書や質疑応答などが提供されており、また利用者用解説文書も提供しています。

サービスとサポート

SALOMEを取り巻く連携

SALOME 6 とさらなる展開

謝辞

形状生成:Gemetry module

メッシュ:Meshing module

可視化:Post-processor module

データ処理と関連ツール:Mesh and field data model and associated tools

ジョブの監視と管理:Supervision & job manager module

SALOME-Meca紹介


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