SALOME une plate-forme de simulation pour le calcul scientifique

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• SALOME une plate-forme de simulation pour le
  calcul scientifique

Vincent LEFEBVRE André RIBES EDF RD
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Sommaire

• Présentation générale
• Architecture de la plate-forme
• Conclusions perspectives

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Sommaire

• Présentation générale
• Quest-ce que SALOME ?
• Objectifs
• Principales fonctionnalités
• Une réalisation  Open Source 
• Applications métiers au CEA à EDF
• Cas dutilisation
• Architecture de la plate-forme
• Conclusions perspectives

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Quest-ce que SALOME ?

• SALOME
• Plate-forme dintégration pré/post-traitement et
  de couplage de codes pour la simulation numérique
• Produite en  open source  dans le cadre des
  projets RNTL SALOME SALOME2 et des projets de
  co-dévelopement CEA-EDF PAL NEPAL

http//www.salome-platform.org
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Objectifs

• Faciliter linteropérabilité entre la
  modélisation CAO et les codes de calculs
• Faciliter lintégration entre les codes de
  calculs dans un environnement distribué
  hétérogène
• Fournir une interface utilisateur générique
  simple, efficace et qui contribue à la réduction
  des coûts de recherche et des délais
• Regrouper la production des développements non
  critiques (pré et post traitement) dans une base
  commune de simulation numérique

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Principales fonctionnalités

• Importer/exporter des géométries,
  réparer/nettoyer des géométries, créer/modifier
• Mailler des géométries, contrôler la qualité,
  importer/exporter
• Manipuler les propriétés physiques et numériques
  des éléments de géométries
• Gérer les différentes étapes dutilisation dun
  solveur recevoir les données, configurer le
  solveur, renvoyer les résultats
• Exécuter lenchaînement et le couplage entre les
  solveurs
• Visualiser et post-traiter les résultats

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Une réalisation  Open Source 

• SALOME 1 2 RNTL 2001-2006, consortium de 9
  21 partenaires Open Source,
• Dernière version de référence 3.2 sortie en
  juin 2006

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Une réalisation  Open Source 

• Adhésion aux standards open source
• Linux, Qt, VTK, C, OmniORB/CORBA, HDF5, Python
• Distribution sous les termes de la licence GNU
  LGPL
• Possibilité de définir des solutions
  propriétaires ou commerciales
• Possibilité dintégrer des composants métiers qui
  ne sont pas open source

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Applications métiers au CEA à EDF
Neutronique
Matériaux
Plate-formes métiers
Thermo-Hydraulique
Déchets
Combustible nucléaire
Mécanique
Plate-forme dintégration
(pré/post et supervision)
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Cas dutilisation
Plate-forme SALOME pour Code_ASTER
1 Géométrie
2 Maillage
3 Paramétrage de données lancement de
lexécution de Code_ASTER
4 Post-traitement
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Cas dutilisation
Couplage RTV neutronique, cœur
thermo-hydraulique, système thermo-hydraulique
Supervision de couplage
Pre-processing
Post-processing
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Sommaire

• Présentation générale
• Architecture de la plate-forme
• Vue densemble
• Modèle dexécution
• Modèle déchange de données
• Supervision et couplage
• Conclusions perspectives

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Vue densemble
IHM
Superviseur
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Vue densemble

• Un module contient
• Un ou plusieurs programmes
• Chaque programme peut être divisé en deux parties
  
• Moteur (composant SALOME) contient la partie
  calcul
• IHM constitue un lien entre lIHM de SALOME et le
  moteur du module
• Par défaut, CORBA assure le lien entre lIHM et
  le moteur
• Exemples
• Géométrie
• 1 moteur et 1 IHM
• Maillage
• Plusieurs moteurs (différents algorithmes) 1
  IHM
• Une application métier construite sous SALOME va
  permettre à lutilisateur denchaîner des modules
  à partir
• De lIHM graphique (GUI),
• Dun script python (TUI)
• Dun schéma de calcul piloté par le superviseur

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Vue densemble

• Exemple avec la plate-forme SALOME pour
  Code_ASTER à partir de lIHM graphique

Géométrie
Maillage
Mise en donnée
Code_ASTER
Post-Pro
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Vue densemble

• SALOME sappuie sur des pré-requis techniques
• Architecture distribuée CORBA
• Langages de programmation et de script C
  Python
• IHM graphique Qt
• Persistance des données HDF5
• SALOME fournit également un ensemble de services
• Généraux fournis par le noyau
• Gestion des données détudes
• Modèle dexécution distribué basé sur CORBA
• Déchange de données entre modules
• Modèle déchange MED
• De supervision (module de supervision)
• Enchaînements et couplages

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Modèle dexécution de SALOME

• Un module contient un ou plusieurs composants
  SALOME
• Un composant SALOME
• Extension des objets CORBA
• On distingue 2 types de composants dans SALOME
• Python C

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Modèle dexécution de SALOME

• Les composants SALOME sont hébergés dans des
   containers 
• Processus hébergeant une ou plusieurs instances
  dobjets SALOME
• Gestion du cycle de vie des composants (création,
  destruction)

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Modèle dexécution de SALOME

• Le noyau SALOME fournit des gestionnaires de
• Containers (cycle de vie des composants)
• Ressources

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Modèle déchange de données

• MED Modèle déchange de données commun
• Standardisation des échanges de données entre
  modules SALOME
• Basé sur la notion de champ sur maillage

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Modèle déchange de données

• Mode de représentation et daccès aux données du
  modèle MED dans un module (code de calcul)

Inter-processus
Communication en mémoire (CORBA)
Représentation et accès aux données du modèle
directement en mémoire ou sur fichier
Code de calcul
Communication par fichier (HDF 5)
Fichier HDF 5
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Modèle déchange de données

• MED est utilisé par les modules de
  pré/post-traitement de la plate-forme SALOME
• Maillage
• Visualisation

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Supervision et couplage

• Objectifs du module de supervision de la
  plate-forme
• Conception visuelle des schémas de calculs et de
  couplage
• Utilisation de solveurs et de services de SALOME
  (géométrie, maillage, )
• Exécution et contrôle dans un environnement
  distribué
• La supervision dans SALOME se base sur la notion
  de service
• Représente une fonctionnalité ou un composant (ou
  une sous partie)
• Le module de supervision permet de contrôler et
  suivre lexécution de schémas de calcul
• Dunités de contrôle (Boucle, Switch,)
• De services

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Supervision et couplage

• Notion de service
• Un service est une boîte noire vis-à-vis des
  autres services
• Il définit des données dentrées et des données
  de sorties
• Description dun service
• Une opération contenue dans le fichier IDL
  (interface CORBA) du composant
• Un fichier XML du composant contenant la
  description des ports
• Une application de simulation numérique est
  constituée dun ensemble de services connectés
  par le biais de leur ports
• Port de contrôle workflow
• Port de données datastream
• Port contrôle données dataflow
• Ces différents types de ports permettent de
  définir catégories dapplications numériques
• Chaînage et couplage faible workflow et
  dataflow
• Couplage fort datastream

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Supervision et couplage

• Port de contrôle (workflow)
• Par le biais des ports nommés  gate 
• Permet dexprimer lenchaînement de différents
  services
• Tous les services ont deux gates

Service 2
Gate
Gate
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Supervision et couplage

• Port de contrôle et données (dataflow)
• Transfert des données par les connexions a-a et
  b-b
• Transfert du contrôle de service 1 à 2

Service 1
Service 2
String a
String a
Objet b
Objet b
Gate
Gate
Gate
Gate
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Supervision et couplage

• Port de données (datastream)
• Taba est transféré du service 1 au 2 par la
  connexion d-e
• Tabb est transféré du service 2 au 1 par la
  connexion f-c

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Supervision et couplage

• Dans un schéma de calcul
• Les structures de contrôle Loop Switch sont des
  nœuds spéciaux qui contrôlent dynamiquement les
  flux de données
• Tous les modules de Salomé peuvent être utilisés
  (Géométrie, Maillage, Post-traitement, calcul)

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Sommaire

• Présentation générale
• Architecture de la plate-forme
• Conclusions perspectives

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Conclusions Perspectives
Phase de Déploiement
Industrialisation
Gestion des ressources (hétérogènes) Supervision
de couplage de composants parallèles Gestion de
maillages distribués Visualisation des gros
volumes de données Outils dinterpolation
multi-domaines Découpage de maillages
1er projet SALOME
Procédures dinstallation automatique, Tests
denvironnement de non régression, Documentation,
Tutorials Évolutions GEOM, MESH, SUPERV,
VISU Démonstrations de couplage de
codes Environnement daide dintégration de code