無制限のエンジニアリングシミュレーション。CoFEA 計画の起源 ☕¶
数値シミュレーションは50年以上前からエンジニアに提供されていますが、それほど人気があるとは思えません。一部のソフトウェアベンダーは、シミュレーションの使用法を単純化することで、シミュレーションを ‘民主化’ したいと考えています。シミュレーションをもっと普及させる方法かもしれませんが、 ‘民主化’ という言葉が正しいのかどうかはわかりません。 私が覚えている限りでは、経済的地位は真の民主主義では重要ではありませんが、提案されている民主化のタイプでは重要です。それほど高価でなければ、もっと多くのエンジニアがシミュレーションを使うでしょう。このアプローチには別の側面もあります…ブラックボックスソリューションになる前に、開発者はソフトウェアの使用をどれだけ単純化できるでしょうか?オープンソースでないソフトウェアは基本的にブラックボックスだと主張する人もいるでしょうが、私はルールにそれほど厳しくありません。
正直なところ、コンピュータシミュレーションをより多くの企業に導入する方法について、以前から考えていました。これは、解が一意に定まらない非常に複雑な問題のようです。そこで、どんな貢献でも役に立つと思い、自分の計画を公開したいと思いました。11月の初めから、私はCoFEA (Collaboration+Finite Element Analysis) と名付けた新しい時間外プロジェクトに取り組んでいます。CoFEAは、オープンソースのシミュレーションソフトウェアをエンジニアリング業界の問題に近づけることを目的とした計画です。この計画の目標は次のとおりです:
利用可能なオープンソースシミュレーションソフトウェアの認知度を高める
ベンチマークと実際の問題でテストすることにより、このソフトウェアの使用に対する信頼性を高める
Pythonツールとスクリプトを開発して使いやすくシンプルにする
シミュレーション環境を正しく設定する方法
私は、フリーツールを使って多くの工学的問題を解決することが可能だと信じています。おそらく市販のソフトウェアほど多くはないでしょうが、それでもたくさんあります。しかし、オープンソース・ソフトウェアの最大の問題は、ノウハウがインターネット全体に広がっていることです。場合によっては、コードを適切に実行する方法を見つけるのも困難です。だからこそ、知識を求める人々のために、すべての知識を一つの場所に集めることが重要なのです。
さらに、シミュレーションの実行方法を知っていることと、結果を信頼していることは同じではありません。ベンチマークのデータベースは、ソフトウェアが正しい答えを与えるかどうかをチェックするだけでなく、どのコードが使用するのに最も適しているかを見つけることもできます。
オープンソースソフトウェアのもう1つの落とし穴は、コード間の互換性の欠如です。メッシュ生成に適したコードもあれば、優れたソルバを持つコードもあれば、優れた後処理機能を持つコードもあります。これらすべての条件を満たすオープンソースソフトウェアを私は見つけていません。この障害は、シミュレーションデータを複数のコードで使用できる形式に変換するPythonライブラリを作成するという、CoFEA計画のもう1つの目標です。
これらの課題はすべて、プロジェクトの起源以来取り組まれてきました。幸運なことに、この旅に参加したのは私だけではありませんでした。Maciej Dudekの多大な助けによって、私は当初の目標以上のことを成し遂げることができたのです。CoFEAデータベースの最初のベンチマークとして音叉モデルを選択しました。モデルが単純であるにもかかわらず、この解析は、440Hzの周波数を選択できるように細かいメッシュを使用する必要があることを明確に示しました。Calculix、Code Aster、Elmerでテストしましたが、どれも同じで正解でした!
Paraview Glanceサーバもセットアップできました。この素晴らしいソルーションにより、シミュレーション結果をWeb上で直接示すことが可能になりました。現時点では、音叉の形状を示してユーザーに再生させるためだけに使用されていますが、オープンソースソフトウェアで何ができるかを示すときには、非常に大きな可能性があります。現時点では、音叉の形状を表示してユーザーに再生させるためだけに使用されていますが、オープンソースソフトウェアで何ができるかを示すときには、非常に大きな可能性があります。このリンクをクリックすると、正確に機能します!
CoFEAイニシアティブは、誰もが貢献できるように構築されています。Pythonコードとウェブサイト全体はGitHubで公開されています。GitHubに変更を加えると、Sphinxを使ってReadTheDocsサーバ上でHTML Webサイトの自動コンパイルが起動されます。誰もがこの計画の一部だと感じることができます。
ではどう貢献するのか? さまざまな方法があります:
シミュレーションソフトの使い方を知っていればモデルの作成を手伝うことができます
プログラミングスキルがあれば、CoFEAメッシュコンバータの開発を支援できます。
もしあなたが文章を書くのが得意なら、ウェブサイトの開発を手伝うことができます。
上記のものを何も持っていないと思っても、私に知らせて欲しい! LinkedInで私に連絡するか、 cofea.project(at)gmail.com にメールを送ってください。
最後に、検証済みの古いFE入力デッキがあり、それらを共有できる場合は、教えてください!オープンソースソフトウェアでそれらをチェックすることによって、それらに別の命を与えます。
この計画をすべての人にとって価値あるものにしましょう!