[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
|
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. |
|
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.
지형, 지구 및 환경 과학 분야에 대한 ParaView의 관심 분야는 다음과 같다.
• 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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