L’ingénierie numérique libre et CAELinux:
 passé, présent et avenir




                                   Joël Cugnoni, www.caelinux.com
Joël Cugnoni,   www.caelinux.com                                    17.11.2010   1
CAELinux ? Quésako?


         Le projet CAELinux en bref

                 Distribution Linux de type “LiveDVD” contenant les principaux logiciels
                  d’ingénierie numérique (CAE) libre prêts à l’emploi.

                                     Essai                                  Vous avez une
                                                     Installation
                                   « Live »:                               station de travail
                                                    Sur votre PC
                                   Satisfait ?                                complète !


                 Projet personnel répondant à mon souhait d’aider la diffusion et l’adoption
                  des logiciels libres dans le secteur de l’ingénierie et de la recherche

                 Développé “sur mon temps libre” déjà 5 ans d’existence et 7 versions



Joël Cugnoni,   www.caelinux.com
Promouvoir les logiciels libre: comment?


         Comment promouvoir les logiciels libres en ingénierie & recherche
                 Points de blocage / solutions:

                                                      • se baser sur une distribution Linux conviviale et stable
                        Fonctionne sous Linux         • utiliser un système « Live » pour simplifier les essais
                       (« C’est quoi Linux » ??)      • intégrer système d’exploitation et logiciels (image système)
                                                      • multiples options d’execution: LiveDVD, LiveUSB, Installation, VM



                         Difficulté d’installation,   • compiler, installer et préconfigurer les logiciels
                               compilation?           • développer des interfaces fichiers et GUI, convertisseurs de
                                                        formats
                        configuration « texte »?

                                                      • favoriser le développement d’une communauté active
                         Pas facile de débuter,       • site web, forums, wiki
                          trouver du soutien?         • tutoriels video interactifs
                                                      • promouvoir la traduction des documentations / des logiciels



                      Apprendre et développer
                       une méthode de travail         • favoriser l’écriture de documents de formation structurée / tutoriaux
                             efficace

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CAELinux aujourd’hui

         CAELinux 2010 c’est:
                 Une base Ubuntu 10.04 64bit packagée en LiveDVD (image ISO)
                 Des dizaines de logiciels CAE libres prêts à l’emploi (20 Go
                  décompressés!)
                 Plus de 1’400 téléchargements mensuels , plus de 50’000
                  téléchargements depuis 2008




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Le paysage de l’ingénierie numérique libre

                                    Analyser un problème physique

               Modeleurs,               Solveurs            •     Visu, post-pro
                Mailleurs ,                  Code-Aster               Salome
                Pre-pro                      Code-Saturne            GMSH
                     FreeCAD                Syrthes                 Paraview
                     HeeksCAD               OpenFOAM                Visit
                     Salome                 Elmer                   OpenDX
                     GMSH                   Impact          •     Math / plotting
                     Netgen                 Gerris                  Octave
                     EnGrid                 FreeFEM++               Scilab
                     Discretizer            Fenics/Dolfin           Maxima
                     ElmerGUI               Tochnog                 R
                     CGX                    Dynela                  Scipy
                                             MBDyn                   Gnuplot


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Workflow intégré: Salome / Code-Saturne




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Workflow intégré: Salome / Code-Aster




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Workflow « fichiers »: OpenFOAM (CFD)

                                                                   Résolution      Post pro
                                    EnGrid
                                                             OpenFOAM solvers     ParaFOAM
                     Discretizer
                                                                                  OpenFOAM
                                                                                  postpro
                                                 OpenFOAM native
                                                    polyMesh
        Salome                                                                    Paraview

                                     OpenFOAM utilities
          Netgen
                                                        OpenFOAM SnappyHexMesh

                                   GMSH
                                                                      STL model


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Exemple: EnGrid – OpenFOAM (CFD)- Paraview

                                                   Boitier papillon, CFD

                                                   EnGrid:
                                                   Maillage mixte prisme/tetra
                                                   Prepro OpenFOAM




OpenFOAM:
Solveur SimpleFOAM
Stationnaire, turbulent, incompressible

                                   ParaFOAM:
                 Post-traitement / visualisation

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Exemple:
        Discretizer::Setup – SnappyHexMesh - OpenFOAM - Paraview




        Modèle STL
Maillage SnappyHex
 PrePro Discretizer




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Workflow « fichiers »: Elmer (multiphysique)

                                                                  Résolution    Post pro

                                                                ElmerSolve     ElmerGUI
                     Elmer GUI
                                                                               ElmerPost
                                                 Elmer native
                                                    Mesh
        Salome                                                                 Paraview

                                     ElmerGrid
          Netgen


                                   GMSH



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Exemple: Salome (unv) - ElmerGUI –Elmer

  Echangeur de chaleur tubulaire: Navier-Stokes + Transfert Chaleur (cond. + conv.)




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Stratégie de déploiement CAELinux



                                   Téléchargement Image ISO sur
                                           CAElinux.com                                              Compte Amazon Elastic
                                                                                                        Cloud Computing
                                                                                                    NX Remote Desktop Client



                                                                                                    Nouveau: Déploiement sur
                                       Installation sur disque      Installation dans machine
            Système Live                                                                           cluster Amazon Elastic Cloud
                                             (multi-boot)                     virtuelle
                                                                                                            Computing

  •LiveDVD: graver image ISO       •Redimensionner partition      •Créer machine virtuelle         •Bureau à distance
  •LiveUSB: préparer clé USB        Windows                        (VirtualBox/VMWare)             •Déploiement Cluster
   avec unetbootin                 •Installation en multi-boot    •Installer à partir de l’image   •Hardware variable, Cout
                                                                   ISO                              Horaire




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Le futur de CAELinux:
                 CAELinux Cluster in the Cloud sur Amazon EC2

         Gestion des instances CAELinux depuis aws.amazon.com




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Le futur de CAELinux:
                        CAELinux Cluster in the Cloud




                                   Lancement d’une / plusieurs instances sur EC2
                                   Choix du hardware jusqu’à 8 CPU/68Go RAM
                                   Facturation par heure (dès ~0.15 €/h)


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Le futur de CAELinux:
                        CAELinux Cluster in the Cloud




                                               Gestion des instances sur EC2




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Le futur de CAELinux:
                        CAELinux Cluster in the Cloud




                                       Bureau à distance avec NX Client
                                           Même depuis Windows!!

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CAELinux Cluster in the Cloud:
                        Cluster à la demande sur EC2 (dév. en cours)
                                   Image AMI CAELinux Cluster sur Amazon EC2


                      Lancement de n instances de CAELinux sur Amazon EC2


                CAELinux                        CAELinux                       CAELinux
                                                                  …
                Instance 1                      Instance 2                     Instance n

     Nœud « Master »                         Nœud « Slave »               Nœud « Slave »

     GUI configuration                       Est configuré par            Est configuré par
     du cluster                              le nœud Master               le nœud Master

     Serveur NFS                             Client NFS                   Client NFS
     Frontale SSH/ NX                        SSH sans pass.               SSH sans pass.

     Lancement jobs MPI                      Client MPI                   Client MPI
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Ingénierie numérique libre et CAELinux
                 Bilan d’expérience
       Ce qui fonctionne bien:
                Performance, diversité & versatilité des solveurs
                Bonne plateforme pre-post généraliste offerte par Salomé
                Modules Salome-Meca et CFD Study / Code-Saturne
                Ubuntu fourni une base solide et conviviale
                CAELinux est connu mondialement


       Ce qui fonctionne moins bien:
                La documentation est généralement limitée (et pas tjrs en anglais)
                La communauté des utilisateurs réguliers reste limitée (trend positive!)
                Les interfaces « fichiers » et GUI manquent parfois cruellement
                La compatibilité matérielle n’est pas encore parfaite (mais on s’en approche)
                Mise à jour de CAELinux = Réinstaller !
                Si possible, développer des « packages » natifs pour Debian/Ubuntu
                (…Je manque cruellement de temps pour maintenir CAELinux…)
Joël Cugnoni,   www.caelinux.com                                                  17.11.2010   19
Remerciements




                                   Merci de votre attention !



                                   Remerciements particuliers
                                   à l’équipe Code-Aster & EDF
                                   en général pour leur soutien !!

Joël Cugnoni,   www.caelinux.com                                     17.11.2010   20

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  • 1.
    L’ingénierie numérique libreet CAELinux: passé, présent et avenir Joël Cugnoni, www.caelinux.com Joël Cugnoni, www.caelinux.com 17.11.2010 1
  • 2.
    CAELinux ? Quésako?  Le projet CAELinux en bref  Distribution Linux de type “LiveDVD” contenant les principaux logiciels d’ingénierie numérique (CAE) libre prêts à l’emploi. Essai Vous avez une Installation « Live »: station de travail Sur votre PC Satisfait ? complète !  Projet personnel répondant à mon souhait d’aider la diffusion et l’adoption des logiciels libres dans le secteur de l’ingénierie et de la recherche  Développé “sur mon temps libre” déjà 5 ans d’existence et 7 versions Joël Cugnoni, www.caelinux.com
  • 3.
    Promouvoir les logicielslibre: comment?  Comment promouvoir les logiciels libres en ingénierie & recherche  Points de blocage / solutions: • se baser sur une distribution Linux conviviale et stable Fonctionne sous Linux • utiliser un système « Live » pour simplifier les essais (« C’est quoi Linux » ??) • intégrer système d’exploitation et logiciels (image système) • multiples options d’execution: LiveDVD, LiveUSB, Installation, VM Difficulté d’installation, • compiler, installer et préconfigurer les logiciels compilation? • développer des interfaces fichiers et GUI, convertisseurs de formats configuration « texte »? • favoriser le développement d’une communauté active Pas facile de débuter, • site web, forums, wiki trouver du soutien? • tutoriels video interactifs • promouvoir la traduction des documentations / des logiciels Apprendre et développer une méthode de travail • favoriser l’écriture de documents de formation structurée / tutoriaux efficace Joël Cugnoni, www.caelinux.com 17.11.2010 3
  • 4.
    CAELinux aujourd’hui  CAELinux 2010 c’est:  Une base Ubuntu 10.04 64bit packagée en LiveDVD (image ISO)  Des dizaines de logiciels CAE libres prêts à l’emploi (20 Go décompressés!)  Plus de 1’400 téléchargements mensuels , plus de 50’000 téléchargements depuis 2008 Joël Cugnoni, www.caelinux.com 17.11.2010 4
  • 5.
    Le paysage del’ingénierie numérique libre Analyser un problème physique  Modeleurs,  Solveurs • Visu, post-pro Mailleurs ,  Code-Aster  Salome Pre-pro  Code-Saturne  GMSH  FreeCAD  Syrthes  Paraview  HeeksCAD  OpenFOAM  Visit  Salome  Elmer  OpenDX  GMSH  Impact • Math / plotting  Netgen  Gerris  Octave  EnGrid  FreeFEM++  Scilab  Discretizer  Fenics/Dolfin  Maxima  ElmerGUI  Tochnog  R  CGX  Dynela  Scipy  MBDyn  Gnuplot Joël Cugnoni, www.caelinux.com 17.11.2010 5
  • 6.
    Workflow intégré: Salome/ Code-Saturne Joël Cugnoni, www.caelinux.com 17.11.2010 6
  • 7.
    Workflow intégré: Salome/ Code-Aster Joël Cugnoni, www.caelinux.com 17.11.2010 7
  • 8.
    Workflow « fichiers»: OpenFOAM (CFD) Résolution Post pro EnGrid OpenFOAM solvers ParaFOAM Discretizer OpenFOAM postpro OpenFOAM native polyMesh Salome Paraview OpenFOAM utilities Netgen OpenFOAM SnappyHexMesh GMSH STL model Joël Cugnoni, www.caelinux.com 17.11.2010 8
  • 9.
    Exemple: EnGrid –OpenFOAM (CFD)- Paraview Boitier papillon, CFD EnGrid: Maillage mixte prisme/tetra Prepro OpenFOAM OpenFOAM: Solveur SimpleFOAM Stationnaire, turbulent, incompressible ParaFOAM: Post-traitement / visualisation Joël Cugnoni, www.caelinux.com 17.11.2010 9
  • 10.
    Exemple: Discretizer::Setup – SnappyHexMesh - OpenFOAM - Paraview Modèle STL Maillage SnappyHex PrePro Discretizer Joël Cugnoni, www.caelinux.com 17.11.2010 10
  • 11.
    Workflow « fichiers»: Elmer (multiphysique) Résolution Post pro ElmerSolve ElmerGUI Elmer GUI ElmerPost Elmer native Mesh Salome Paraview ElmerGrid Netgen GMSH Joël Cugnoni, www.caelinux.com 17.11.2010 11
  • 12.
    Exemple: Salome (unv)- ElmerGUI –Elmer Echangeur de chaleur tubulaire: Navier-Stokes + Transfert Chaleur (cond. + conv.) Joël Cugnoni, www.caelinux.com 17.11.2010 12
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    Stratégie de déploiementCAELinux Téléchargement Image ISO sur CAElinux.com Compte Amazon Elastic Cloud Computing NX Remote Desktop Client Nouveau: Déploiement sur Installation sur disque Installation dans machine Système Live cluster Amazon Elastic Cloud (multi-boot) virtuelle Computing •LiveDVD: graver image ISO •Redimensionner partition •Créer machine virtuelle •Bureau à distance •LiveUSB: préparer clé USB Windows (VirtualBox/VMWare) •Déploiement Cluster avec unetbootin •Installation en multi-boot •Installer à partir de l’image •Hardware variable, Cout ISO Horaire Joël Cugnoni, www.caelinux.com 17.11.2010 13
  • 14.
    Le futur deCAELinux: CAELinux Cluster in the Cloud sur Amazon EC2  Gestion des instances CAELinux depuis aws.amazon.com Joël Cugnoni, www.caelinux.com 17.11.2010 14
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    Le futur deCAELinux: CAELinux Cluster in the Cloud Lancement d’une / plusieurs instances sur EC2 Choix du hardware jusqu’à 8 CPU/68Go RAM Facturation par heure (dès ~0.15 €/h) Joël Cugnoni, www.caelinux.com 17.11.2010 15
  • 16.
    Le futur deCAELinux: CAELinux Cluster in the Cloud Gestion des instances sur EC2 Joël Cugnoni, www.caelinux.com 17.11.2010 16
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    Le futur deCAELinux: CAELinux Cluster in the Cloud Bureau à distance avec NX Client Même depuis Windows!! Joël Cugnoni, www.caelinux.com 17.11.2010 17
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    CAELinux Cluster inthe Cloud: Cluster à la demande sur EC2 (dév. en cours) Image AMI CAELinux Cluster sur Amazon EC2 Lancement de n instances de CAELinux sur Amazon EC2 CAELinux CAELinux CAELinux … Instance 1 Instance 2 Instance n Nœud « Master » Nœud « Slave » Nœud « Slave » GUI configuration Est configuré par Est configuré par du cluster le nœud Master le nœud Master Serveur NFS Client NFS Client NFS Frontale SSH/ NX SSH sans pass. SSH sans pass. Lancement jobs MPI Client MPI Client MPI Joël Cugnoni, www.caelinux.com 17.11.2010 18
  • 19.
    Ingénierie numérique libreet CAELinux Bilan d’expérience  Ce qui fonctionne bien:  Performance, diversité & versatilité des solveurs  Bonne plateforme pre-post généraliste offerte par Salomé  Modules Salome-Meca et CFD Study / Code-Saturne  Ubuntu fourni une base solide et conviviale  CAELinux est connu mondialement  Ce qui fonctionne moins bien:  La documentation est généralement limitée (et pas tjrs en anglais)  La communauté des utilisateurs réguliers reste limitée (trend positive!)  Les interfaces « fichiers » et GUI manquent parfois cruellement  La compatibilité matérielle n’est pas encore parfaite (mais on s’en approche)  Mise à jour de CAELinux = Réinstaller !  Si possible, développer des « packages » natifs pour Debian/Ubuntu  (…Je manque cruellement de temps pour maintenir CAELinux…) Joël Cugnoni, www.caelinux.com 17.11.2010 19
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    Remerciements Merci de votre attention ! Remerciements particuliers à l’équipe Code-Aster & EDF en général pour leur soutien !! Joël Cugnoni, www.caelinux.com 17.11.2010 20