[PC활용] ParaView-5.5.2-Qt5 - 유한요소 해석 프로그램
PC활용 ParaView-5.5.2에 대해서 소개하고자 한다.
이 프로그램은 전산 과학 분야에서 사용할 수 있는 오픈소스 프로그램이다.
리눅스 등에서도 지원하니 더 찾아보면 도움이 될 것으로 보인다.
실제로 표준 데스크톱 응용 프로그램은 광범위한 응용 프로그램 도메인을 다루는 100 가지 이상의 다양한 파일 형식을 읽을 수 있다.
ParaView는 특히 유한 요소, 유한 볼륨 및 포인트 세트 방법과 같은 기술을 사용하는 과학 분야에 적합하다.
일반적으로 이러한 기술은 실제 세계에서 모양으로 인식하고 인식 할 수있는 3 차원 공간에 포함 된 엔티티의 결과를 계산하는 데 적용된다.
ParaView는 확장 가능하지만 주로이 유형의 데이터에 맞게 조정 된 VTK의 데이터 모델을 상속 받는다.
독자가 과학 데이터 세트를 위해 존재하거나 그렇지 않으면 VTK의 데이터 구조 중 하나로 번역 될 수있는 경우, ParaView를 사용하면 쉽게보고
분석 할 수 있다.
https://www.paraview.org/paraview-license/
ParaView 5.5.2는 BSD License를 적용 받는다.
Developer(s) / (개발자)
Sandia National Laboratory, Kitware Inc, Los Alamos National Laboratory
Stable(안정화된 버전)
release 5.5.2[1] / June 19, 2018; 18 days ago[1]
Written in(작성 언어)
C, C++, Fortran, Python
Operating system(운영체제)
Unix/Linux, macOS, Microsoft Windows
Type(유형)
Scientific visualization, Interactive visualization
License(라이센스)
BSD
Website
www.paraview.org
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대규모 데이터 시각화가 쉬워졌다. ParaView는 데이터 처리 및 렌더링 엔진으로 Visualization Toolkit (VTK)을 사용하고 Qt®를 사용하여 작성된 사용자 인터페이스를 가지고 있다. ParaView 팀의 목표는 다음과 같다. |
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이는 보다 사용자 친화적인 사용자 인터페이스 재작성 및 정량 분석 프레임 워크 개발에 중점을 둔 주요한 노력이었다. ParaView 3.0은 2007 년 5 월에 출시되었다. |
1. ParaView-5.5.2-Qt5 다운로드 / 설치
http://www.paraview.org/download
이 사이트에 접속하면 다운로드 받을 수 있다.
그림 1-1) ParaView 5.5.2 - Qt5 설치하기
위의 사이트에 접속해서 ParaView-5.5.2-Qt5-Windows-64bit.exe를 다운받아서 설치한다.
영상 1-1. 설치 진행 - 도도(Dodo)
영상 1-1에서는 설치 진행을 보여주고 있다.
2. ParaView-5.5.2-Qt5 실행하기
그림 2-1) ParaView 5.5.2 실행하기
그림 2-2) ParaView 실행 장면, 도도(Dodo)
그림 2-3) ParaView - RenderView 예, 도도(Dodo)
그림 2-4) ParaView - Gas 실험
3. ParaView의 도메인
아래의 그림은 파라뷰를 통해서 구조해석, 유체 해석 등의 기능을 수행하는 것에 대해서 간단하게 소개하고 있다.
참고하면 도움이 될 것이다.
3-1. ParaView for Structural Analysis
그림 3-1) Crushed can time varying test data set can.ex2.
ParaView는 FEM (Finite Element Method)을 기반으로 입력 메쉬와 솔버의 결과를 표시하는 훌륭한 도구이다.
이 솔버는 많은 영역에서 사용되지만 특히 기계, 토목 및 자동차 엔지니어링 분야에서 자주 사용된다.
FEM의 "Elements"와 "Nodes"는 VTK 용어로 "Cells"과 "Points"에 자연스럽게 매치된다.
일단 적합한 리더 모듈이 선택되면, ParaView는 입력 메쉬, 찾기 및 파생 된 벡터 양에 따라 메쉬를 변형하고 임의의 색상 표를 통해 노드 및 요소에
결과 값을 매핑한다.
Stock ParaView는 잘 알려진 FEM 중심 솔버와 파일 형식에 대한 독자를 포함한다 :
• Ansys
• Ensight
• Exodus
• LS-Dyna
• Spyplot
• Tecplot
• XDMF
이러한 ParaView 리소스는 구조 분석가가 자주 사용한다.
• 계산기 필터(Calculator filters)
• 그라디언트 필터(Gradient filter)
• 메쉬 품질 필터(Mesh Quality filter)
• 시간별 플롯 필터(Plot Over Time filter)
• 시간 인터폴 레이터 필터(Temporal Interpolator filter)
• 임시 통계 필터(Temporal Statistics filter)
• 임계 값 필터(Threshold filter)
• 벡터 필터로 워프(Warp by Vector filter)
3-2. ParaView for Fluid Dynamics
그림 3-2. 유체 실험
CFD 솔버는 많은 영역에서 사용되지만 특히 우주 항공 및 자동차 공학에서 자주 사용된다.
CFD 패키지의 데이터를 ParaView로 가져 오는 데 적합한 리더가 주어지면 많은 후 처리 작업(Post-Processing)에 액세스 할 수 있다.
당연히 계산 된 수량을 포함하거나 포함하지 않은 계산 메쉬를 표면 또는 볼륨 렌더링 된 형태로 직접 표시 할 수 있다.
병렬 유선형 필터는 데이터 내의 전체 흐름 방향을 보여준다.
이러한 정성적 능력 외에도 ParaView를 사용하면 예를 들어 대화형 선택 항목(예 : 계산된 양 계산)으로 계산기 데이터를 선택하고
실제 데이터 값을 텍스트 또는 차트 형식으로 표시 할 수 있다.
데이터의 흥미로운 부분에서 어떤 일이 일어나고 있는지 알아 내고 싶을 때 세부 사항으로 뛰어 들고있는 이 기능이 중요하다.
팬 / 노즐 및 접지면 유선형. UFO-CFD : http://richardsoncfd.weebly.com/
팬 / 노즐 및 접지면 유선형. UFO-CFD : http://richardsoncfd.weebly.com/
ParaView에는 다음과 같은 CFD 코드에 대한 것 :
• CGNS
• Chombo
• Exodus
• Fluent
• Nek5000
• OpenFOAM
• Plot3D
• Tecplot
• XDMF
ParaView 리소스는 CFD 분석가가 자주 사용한다.
• 계산기 필터(Calculator filters)
• 연결 필터(Connectivity filter)
• Vorticity 및 Q Criteria를 계산하기위한 Gradient filter의 옵션(Gradient filter’s option to compute Vorticity and Q Criterion)
• 글리프 필터(Glyph filter)
• 유로 필터 (줄무늬 선, 흐름 추적기, 표면 흐름, 입자 경로) (Flowpath filters (Streak Line, Stream Tracer, Surface Flow, Particle Path))
• 표면 LIC 플러그인 (Surface LIC plugin)
• 라인 오버 플롯 (Plot over Line)
• 프로브 필터 및 포인트 스프라이트 플러그인 (Probe filter and Point Sprite Plugin)
• 볼륨 렌더링 (Volume rendering)
3-3. ParaView for Astrophysics
실제로 표준 데스크톱 응용 프로그램은 광범위한 응용 프로그램 도메인을 다루는 100가지 이상의 다양한 파일 형식을 읽을 수 있다. ParaView는 특히 유한 요소, 유한 볼륨 및 포인트 세트 방법과 같은 기술을 사용하는 과학 분야에 적합하다.
일반적으로 이러한 기술은 실제 세계에서 모양으로 인식하고 인식 할 수있는 3 차원 공간에 포함 된 엔티티의 결과를 계산하는 데 적용된다.
ParaView는 확장 가능하지만 주로이 유형의 데이터에 맞게 조정 된 VTK의 데이터 모델을 상속 받는다.
독자가 과학 데이터 세트를 위해 존재하거나 그렇지 않으면 VTK의 데이터 구조 중 하나로 번역 될 수 있는 경우, ParaView를 사용하면 쉽게보고 분석
할 수 있다. 특히 천체 물리학에서, 다양한 해상도의 겹쳐진 균일 한 격자로 계산 영역을 이산화함으로써, 관심 영역 (ROI)에서 고 충실도 정확도를 달성 할 수 있기 때문에 적응형 메쉬 미세 조정(AMR) 기술이 널리 보급되어 있으며, 다른 곳에서는 보존되어 있다.
Halo 찾기 알고리즘 또한 일반적으로, 예를 들어 AMR 시뮬레이션에서 메쉬를 정제해야하는 위치를 결정하는 데 사용된다.
천체 물리학과 우주론 시뮬레이션으로 생성된 데이터 크기는 극단적인 경향이 있으며, 결과를 시각화하려면 ParaView의 확장성이 필요하다.
ParaView 자료는 천체 물리학 및 우주론 데이터를 분석하는 데 유용하다.
• 계산기 필터(Calculator filters)
• CosmoReader - Cosmo 및 Gadget2 입자 형식 (CosmoReader – Cosmo and Gadget2 particle formats)
• 수요 중심 AMR 슬라이스(Demand driven AMR slices)
• 엔초 리더 - AMR 천체 물리 시뮬레이션(Enzo Reader – AMR astrophysics simulations)
• 플래시 리더 - AMR 천체 물리 시뮬레이션(Flash Reader – AMR astrophysics simulations)
• GenericIO - HACC 우주론 입자 형식(GenericIO – HACC cosmology particle formats)
• 포인트 스프라이트 플러그인에서 GPU 렌더링 포인트 스프라이트(GPU rendered point sprites in the Point Sprite Plugin)
• yt 플러그인의 HOP Halo finder 필터(HOP Halo finder filter from the yt plugin)
• LANL Friend Friend of Friend Halo 파인더 필터(LANL Friend of Friend Halo finder filter)
3-4. ParaView for Climate Science
감지 기술, 모델링 및 시뮬레이션, 데이터 저장, 컴퓨팅 기능 및 정교한 소프트웨어의 발전으로 인해이 분야에서 분석되는 데이터의 크기, 복잡성 및
다양성이 모두 증가했다. ParaView는 고성능 컴퓨터에서 매우 큰 데이터 세트를 처리하도록 개발되었으므로이 과학 커뮤니티에 특히 유용하다.
예를 들어, Ultrascale Visualization and Climate Data Analysis (UV-CDAT) 프로젝트는 ParaView를 다른 오픈 소스 도구와 함께 사용하여
원격 및 지역 기후 데이터 세트를 분석하고 시각화하는 강력한 응용 프로그램을 만든다.
- 지표 온도, VHEr 및 해저 측량을 보여주는 MIT 일반 순환 모델 데이터의 시각화.
- 지표 온도, VHEr 및 해저 측량을 보여주는 MIT 일반 순환 모델 데이터의 시각화.
- 해군 연구소의 DoD HPCMP PETTT의 이미지 숀 지글러 (Sean Ziegler)
Visualization of MIT General Circulation Model data showing surface temperature, VHEr and bathymetry. Image curtesy Sean Ziegler at DoD HPCMP PETTT for the Naval Research Laboratory.
• 배치 파이썬 스크립팅 기능(Batch python scriptability)
• 대규모 데이터 세트의 클라이언트 / 서버 원격 시각화(Client/Server remote visualization of large datasets)
• CAM 판독기(CAM reader)
• GDAL 리더(GDAL reader)
• MOC 리더(MOC reader)
• MPAS 리더(MPAS reader)
• NetCDF (CF) 리더(NetCDF (CF) reader)
• Python 프로그래밍 가능한 필터(Python Programmable filter)
• 구조화되지 않은 POP 판독기(Unstructured POP reader)
3-5. ParaView for Point Cloud
ParaView는 다양한 소스의 점 구름 데이터를 시각화하고 처리하는 자연스러운 도구이다.
ParaView를 사용하면 깊이 카메라, 고정식 LiDAR 스캐너, 차량용 또는 공중 LiDAR 등 다양한 소스의 점군 데이터를 대화식으로 시각화하고
처리 할 수 있는 가상 워크 벤치를 만들 수 있다. 적용 분야로는 로봇 공학, 3D 매핑, 수술 지침, 시뮬레이션 모델 생성 등이 있다.
PCL-ParaView 플러그인을 추가하면 Paraview 플랫폼 내에 다양한 점군 처리 도구가 제공된다.
이 유형의 분석에 유용한 ParaView 기능은 다음과 같다.
• 서브 샘플링, 자르기 및 임계 값 데이터를위한 내장 기능
• 시차 데이터 지원
• 사용자 정의 알고리즘을위한 Python 프로그래밍 가능 필터
• 스트리밍 및 병렬 처리
• 눈 돔 조명과 같은 고급 시각화 기술
• 플러그인 메커니즘
4. 지원가능한 확장자
그림 4-1. 확장자
ParaView 5.5.2가 지원하는 확장자가 조금 많다.
스프레드시트로 정리하였으니 참고하면 도움이 될 것으로 보인다.
ParaView(extension).7z
5. 참고자료(Reference)
1. Download | ParaView, https://www.paraview.org/download/, Accessed by 2018-07-19
2. 그림 3-1), ParaView for Structural Analysis, https://www.paraview.org/structural-analysis/, Accessed by 2018-07-19
3. 그림 3-2. 유체 실험, ParaView for Fluid Dynamics, https://www.paraview.org/fluid-dynamics/, Accessed by 2018-07-19
4. ParaView for Astrophysics, https://www.paraview.org/astro-physics/, Accessed by 2018-07-19
5. ParaView for Climate Science, https://www.paraview.org/climate-science/, Accessed by 2018-07-19
6. ParaView for Point Cloud, https://www.paraview.org/lidar/, Accessed by 2018-07-19
7. ParaView, Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/ParaView, Accessed by 2018-07-19
8. Overview, ParaView, https://www.paraview.org/overview/, Accessed by 2018-07-19
6. 프로젝트와 관련된 사항
https://gitlab.kitware.com/paraview/paraview
소스코드가 있다.
이 프로젝트에 기여하고 싶다면, 해당 프로젝트에 참여해도 괜찮다.
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