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JUS 2011 - Manipulation de champs avec SALOME

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JUS 2011 - Manipulation de champs avec SALOME

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Manipulation de champs avec SALOME
Anthony GEAY (CEA/DEN), Guillaume Boulant (EDF/R&D)



Journée des Utilisateurs de SALOME
(Mardi 15 novembre 2011)
La manipulation de champs

  Une définition
         « Accéder aux valeurs des champs de manière sélective (composante, temps, zone
         géométrique) pour l'utilisation dans des opérations mathématiques (essentiellement)»
         Champ : grandeur physique dont la valeur dépend de l'espace et du temps = F(r,t)

  Quelques situations d'usage
         Pré-traitement : création d'un champ sur une zone géométrique pour modéliser un
         chargement ou des conditions aux limites
         Inter-traitement : projection de champs entre maillages par interpolation aux interfaces
         Post-traitement : calcul des grandeurs d'intérêt à partir des données brutes
         Recalage : changement d'échelle, d'unité, rotation, translation
         Analyse de la qualité : extraction de mailles et de champs en fonction d'un critère
         Visualisation : sous-échantillonnage spatial et/ou temporel




2 - Journée des Utilisateurs SALOME - 15 novembre 2011
Dans le cadre technique de SALOME

  Un modèle de donnée
         Modèle MED (Modèle d'Échange de Donnée) qui décrit les maillages et les champs
         Connu au travers de son implémentation de persistance med «fichier»


  Une bibliothèque logicielle (C++, python)
         Aperçu de l'interface de programmation (API) de MED «mémoire»
         Architecture des composants (MEDCoupling, MEDLoader, REMAPPER)


  Une interface graphique (module SALOME)
         Pour la mise en œuvre des cas d'usage principaux



                                                            Présentation d'aujourd'hui




3 - Journée des Utilisateurs SALOME - 15 novembre 2011
Une bibliothèque logicielle (C++, python)
  Un premier exemple d'utilisation de l'API
         Addition de champs définis sur un même maillage




                                                                      +



                                                                      =
  Autres applications de cet exemple
         Changement d'échelle, toute combinaison linéaire de champs

4 - Journée des Utilisateurs SALOME - 15 novembre 2011
Une bibliothèque logicielle (C++, python)
  Exemple 2 : Projection d'un champ entre deux maillages
         Entrée : champ sur un maillage source + maillage cible
         Sortie : le champ est crée sur le maillage cible par interpolation P0P0 (entre cellules)

                                                                 source




                                                                                         cible




  Types d'interpolation disponibles :
         P0P0, P1P0, P0P1, P1P1
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         Pour P0P0 : + (2Dcurve,2D) et (3Dsurf, 3D)
5 - Journée des Utilisateurs SALOME - 15 novembre 2011
Une bibliothèque logicielle (C++, python)
  Exemple 3 : fusion de champs définis sur des domaines distincts
         Entrée : 3 domaines sur chacun desquels est défini un champ
         Sortie : 1 domaine unique avec un champ unique




6 - Journée des Utilisateurs SALOME - 15 novembre 2011

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  • 1. Manipulation de champs avec SALOME Anthony GEAY (CEA/DEN), Guillaume Boulant (EDF/R&D) Journée des Utilisateurs de SALOME (Mardi 15 novembre 2011)
  • 2. La manipulation de champs Une définition « Accéder aux valeurs des champs de manière sélective (composante, temps, zone géométrique) pour l'utilisation dans des opérations mathématiques (essentiellement)» Champ : grandeur physique dont la valeur dépend de l'espace et du temps = F(r,t) Quelques situations d'usage Pré-traitement : création d'un champ sur une zone géométrique pour modéliser un chargement ou des conditions aux limites Inter-traitement : projection de champs entre maillages par interpolation aux interfaces Post-traitement : calcul des grandeurs d'intérêt à partir des données brutes Recalage : changement d'échelle, d'unité, rotation, translation Analyse de la qualité : extraction de mailles et de champs en fonction d'un critère Visualisation : sous-échantillonnage spatial et/ou temporel 2 - Journée des Utilisateurs SALOME - 15 novembre 2011
  • 3. Dans le cadre technique de SALOME Un modèle de donnée Modèle MED (Modèle d'Échange de Donnée) qui décrit les maillages et les champs Connu au travers de son implémentation de persistance med «fichier» Une bibliothèque logicielle (C++, python) Aperçu de l'interface de programmation (API) de MED «mémoire» Architecture des composants (MEDCoupling, MEDLoader, REMAPPER) Une interface graphique (module SALOME) Pour la mise en œuvre des cas d'usage principaux Présentation d'aujourd'hui 3 - Journée des Utilisateurs SALOME - 15 novembre 2011
  • 4. Une bibliothèque logicielle (C++, python) Un premier exemple d'utilisation de l'API Addition de champs définis sur un même maillage + = Autres applications de cet exemple Changement d'échelle, toute combinaison linéaire de champs 4 - Journée des Utilisateurs SALOME - 15 novembre 2011
  • 5. Une bibliothèque logicielle (C++, python) Exemple 2 : Projection d'un champ entre deux maillages Entrée : champ sur un maillage source + maillage cible Sortie : le champ est crée sur le maillage cible par interpolation P0P0 (entre cellules) source cible Types d'interpolation disponibles : P0P0, P1P0, P0P1, P1P1 1D, 2Dcurve, 2D, 3Dsurf, 3D Pour P0P0 : + (2Dcurve,2D) et (3Dsurf, 3D) 5 - Journée des Utilisateurs SALOME - 15 novembre 2011
  • 6. Une bibliothèque logicielle (C++, python) Exemple 3 : fusion de champs définis sur des domaines distincts Entrée : 3 domaines sur chacun desquels est défini un champ Sortie : 1 domaine unique avec un champ unique 6 - Journée des Utilisateurs SALOME - 15 novembre 2011
  • 7. Une bibliothèque logicielle (C++, python) Architecture des composants MEDCoupling : structures de données et interfaces d'échange (CORBA) MEDLoader : services de lecture et écriture aux formats MED fichier et SAUV (Castem) REMAPPER : outils d'interpolation MedClient Python layer MEDOP CORBA layer MedClient C++ layer Python layer (faciliter l'utilisation en mode distribué) MEDOP C++ layer MEDMEM Python layer MEDMEM CORBA layer ParaMEDMEM REMAPPER MEDLoader MEDMEM C++ layer MEDCoupling C++ layer INTERP_KERNEL MED libc++,libc, system MPI fichier *.med •Orienté couplage et interpolation, compacité des données, compatibilité avec la visualisation (VTK) •Aucune dépendance logicielle, sinon les standards libc, libc++ et system 300 tests C++, 210 tests python, 30 tests CORBA ( valgrind 0, no warnings) 7 - Journée des Utilisateurs SALOME - 15 novembre 2011
  • 8. Une interface graphique (module SALOME) Statut actuel En cours de développement, prévu à l'intégration dans SALOME 7 (fin 2012) Un prototype mis au point sur la base des 8 cas d'usage ci-dessous Les cas d'utilisation: Exemple 1: Explorer des sources de données Exemple 2: Rassembler des champs issus de différentes sources Exemple 3: Appliquer une opération mathématique sur des champs Exemple 4: Comparer des champs issues de différentes sources Exemple 5: Créer un champ sur un domaine spatial Exemple 7: Créer un champ à partir d’une image to[mp]ographique Exemple 8: Continuer l’analyse dans PARAVIS 8 - Journée des Utilisateurs SALOME - 15 novembre 2011
  • 9. Une interface graphique (module SALOME) Exemple 1: Explorer des sources de données 9 - Journée des Utilisateurs SALOME - 15 novembre 2011
  • 10. Une interface graphique (module SALOME) Exemple 2: Rassembler des champs issus de différentes sources 3 4 1 2 output.med 10 - Journée des Utilisateurs SALOME - 15 novembre 2011
  • 11. Une interface graphique (module SALOME) Exemple 3: Appliquer une opération mathématique sur des champs 11 - Journée des Utilisateurs SALOME - 15 novembre 2011
  • 12. Une interface graphique (module SALOME) Exemple 4: Comparer des champs issues de différentes sources 2 1 3 4 12 - Journée des Utilisateurs SALOME - 15 novembre 2011
  • 13. Une interface graphique (module SALOME) Exemple 7: Créer un champ à partir d'une image to[pm]ographique Image to[pm]ographique = champ scalaire (niveaux de gris) sur grille cartésienne 13 - Journée des Utilisateurs SALOME - 15 novembre 2011
  • 14. Conclusions et perspectives Conclusions Une bibliothèque logicielle (C++,python) utilisable ... … en « scripting » pour les cas d'usage listés en début de présentation … en dépendance logicielle d'un code de calcul (MEDCoupling vient sans pré-requis) Déjà disponible en version industrielle dans SALOME 6 Une interface graphique (module SALOME) Combinaison GUI – TUI inspirée des logiciels comme Octave ou Matlab Assister au maximum la sélection des données à manipuler (GUI) pour offrir une syntaxe de commande (TUI) la plus proche de l'écriture formelle Perspectives Distribution « packagée » dans SALOME 7 (fin 2012) sous forme du module MED : Bibliothèque MEDMEM à base de MEDCoupling (MEDMEM historique disparaît) Interface Graphique version industrialisée En prévision 2012 pour l'interface graphique Développement des moyens de sélection des données (groupe de mailles, composantes, sous- échantillonnage temporel) Extension de la liste des fonctions mathématique disponibles dans le langage de commande TUI Intégration graphique des outils pour la projection de champs 14 - Journée des Utilisateurs SALOME - 15 novembre 2011
  • 15. Fin de la présentation « Regarde comme les étoiles brillent. Pourtant certaines sont mortes il y a longtemps déjà. Mais elles éclairent encore le ciel, chaque nuit. » Conte pour enfants 15 - Journée des Utilisateurs SALOME - 15 novembre 2011