Erweiterte Simulationsbibliothek - Advanced Simulation Library

Erweiterte Simulationsbibliothek

Mehrkomponenten-Strömungssimulation
Entwickler	Avtech Scientific
Erstveröffentlichung	14. Mai 2015 ; vor 6 Jahren ( 2015-05-14 )
Stabile Version	0.1.7 / 9. November 2016 ; vor 4 Jahren ( 2016-11-09 )
Betriebssystem	Unix / Linux , Windows , Mac
Typ	Multiphysik , Computer-Aided Engineering , Computational Fluid Dynamics , Simulationssoftware
Lizenz	GNU Affero General Public License , optionale kommerzielle Lizenz (basierend auf MIT-Lizenz )
Webseite	asl .org .il

Medien abspielen

Mehrkomponenten-Strömungsvideo

Computergestützte Kryochirurgie

Simulation einer mikrofluidischen Vorrichtung zur Trennung von Proteingemischen

Beschichtungsverfahren mit physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD)

Bildgeführte Neurochirurgie, Gehirndeformationssimulation

Aerodynamik einer Lokomotive in einem Tunnel

Advanced Simulation Library ( ASL ) ist eine kostenlose und Open-Source- Hardware-beschleunigte Multiphysik- Simulationsplattform. Es ermöglicht Benutzern, maßgeschneiderte numerische Solver in C++ zu schreiben und sie auf einer Vielzahl von massiv parallelen Architekturen einzusetzen , von kostengünstigen FPGAs, DSPs und GPUs bis hin zu heterogenen Clustern und Supercomputern. Seine interne Rechenmaschine ist in OpenCL geschrieben und verwendet matrixfreie Lösungstechniken. ASL implementiert eine Vielzahl moderner numerischer Methoden, ua Level-Set-Methode , Lattice Boltzmann , Immersed Boundary . Der netzfreie , immersed Boundary-Ansatz ermöglicht es Benutzern, vom CAD direkt zur Simulation zu wechseln, wodurch der Vorverarbeitungsaufwand und die Anzahl potenzieller Fehler reduziert werden. ASL kann verwendet werden, um verschiedene gekoppelte physikalische und chemische Phänomene zu modellieren, insbesondere im Bereich der Computational Fluid Dynamics . Es wird unter der freien GNU Affero General Public License mit einer optionalen kommerziellen Lizenz (die auf der freizügigen MIT-Lizenz basiert ) vertrieben.

Geschichte

Die Advanced Simulation Library wird von Avtech Scientific, einem israelischen Unternehmen, entwickelt. Sein Quellcode wurde am 14. Mai 2015 für die Community freigegeben, deren Mitglieder ihn kurz darauf für wissenschaftliche Abschnitte aller großen Linux- Distributionen paketierten . Anschließend erkannte die Khronos Group die Bedeutung von ASL an und führte sie auf ihrer Website unter OpenCL-basierten Ressourcen auf.

Anwendungsbereiche

• Computergestützte Fluiddynamik
• Computergestützte Chirurgie
• Virtuelle Abtastung
• Validierung und Abgleich von industriellen Prozessdaten
• Multidisziplinäre Designoptimierung
• Weltraumforschung gestalten
• Computergestütztes Engineering
• Kristallographie
• Mikrofluidik

Vorteile und Nachteile

Vorteile

• C++ API (keine OpenCL-Kenntnisse erforderlich)
• Der netzfreie Ansatz mit Immersed Boundary ermöglicht es Benutzern, vom CAD direkt zu Berechnungen zu wechseln, wodurch der Vorverarbeitungsaufwand reduziert wird
• Dynamische Kompilierung ermöglicht eine zusätzliche Optimierungsebene zur Laufzeit (dh für einen bestimmten Parametersatz, mit dem die Anwendung bereitgestellt wurde)
• Automatische Hardwarebeschleunigung und Parallelisierung von Anwendungen
• Bereitstellung desselben Programms auf einer Vielzahl paralleler Architekturen - GPU, APU, FPGA, DSP, Multicore-CPUs
• Fähigkeit, mit komplexen Grenzen umzugehen
• Fähigkeit, mikroskopische Wechselwirkungen einzubeziehen
• Verfügbarkeit des Quellcodes

Nachteile

• Fehlen einer ausführlichen Dokumentation (außer dem aus den Quellcodekommentaren generierten Developer Guide)
• Nicht alle OpenCL-Treiber sind ausgereift genug für die Bibliothek

Merkmale

ASL bietet eine Reihe von Funktionen zur Lösung einer Reihe von Problemen - von komplexen Flüssigkeitsströmungen mit chemischen Reaktionen, Turbulenzen und Wärmeübertragung bis hin zu Festkörpermechanik und Elastizität.

• Schnittstellen: VTK / ParaView , MATLAB (Export).
  • Dateiformate importieren: .stl .vtp .vtk .vti .mnc .dcm
  • Dateiformate exportieren: .vti .mat
• Geometrie:
  • flexible und komplexe Geometrie mit einfachen rechteckigen Rastern
  • netzfreier, immerseder Boundary-Ansatz
  • Generierung und Manipulation von geometrischen Primitiven
• Implementierte Phänomene:
  • Transportprozesse
    • Mehrkomponenten-Transportprozesse
    • kompressibler und inkompressibler Flüssigkeitsstrom
  • Chemische Reaktionen
    • Elektrodenreaktionen
  • Elastizität
    • homogene isotrope Elastizität
    • homogene isotrope Poroelastizität
  • Schnittstellenverfolgung
    • Evolution einer Schnittstelle
    • Entwicklung einer Grenzfläche mit kristallographischer Kinetik

Verwendet

• ACTIVE - Active Constraints-Technologien für schlecht definierte oder flüchtige Umgebungen (Europäisches RP7-Projekt)

Verweise