EAS3
EAS3
原作者シュトゥットガルト大学航空気体力学研究所
初回リリース1999年8月; 26年前 (1999-08)
安定版リリース
1.6.7 / 2009年4月14日; 16年前 (2009-04-14)
書かれたFortran、C
オペレーティング·システムすべてのPOSIXシステム
プラットフォームプラットフォームに依存しない
入手可能な英語/ドイツ語
タイプ後処理、コンピュータファイル形式
ライセンスMITライセンス
Webサイトwiki.iag.uni-stuttgart.de/eas3wiki

EAS3（EAS = Ein-Ausgabe-System）は、ジオメトリ情報を含む構造化バイナリデータの読み書き、およびこれらのデータの後処理を行うためのソフトウェアツールキットです。IEEE標準に準拠した浮動小数点データを異なるコンピュータ間で交換し、変更したり、他のファイル形式に変換したりすることを目的としています。あらゆる種類の構造化データセットに使用できます。主に直接数値シミュレーションの分野で使用されます。

EAS3パッケージ

完全なパッケージは、独自のコードで使用するためのライブラリと、独立したコマンドラインツールで構成されています。FortranとCで記述されており、すべてのPOSIXオペレーティングシステムで動作します。ライブラリには、バイナリEAS3ファイル形式のファイルの読み書きのための様々な数値アルゴリズムとサブルーチンが含まれています。読み書きルーチンはFortranとCで提供されています。実装されている数値手法には、例えば高速フーリエ変換、トーマスアルゴリズム、補間ルーチンなどがあります。ライブラリはベクトルコンピュータにも適しています。

歴史

EAS3は、シュトゥットガルト大学の航空力学・気体力学研究所（IAG）で開発されました。以前のバージョン（EAS、EAS2）は、コンピュータの性能が向上し、初めて空間DNS計算が可能になった1980年代末に遡ります。[1]増大するデータ量に対応するため、効率的な処理と後処理が必要でした。通常、シミュレーションは高性能コンピュータで実行され、その後、異なるエンディアンを持つ別のコンピュータで後処理されていました。これは現在でも同様です。そのため、データ処理にはエンディアンに依存しないファイル形式が必要でした。

EAS3は1999年の公開以来、関係機関のメンバーによって継続的に開発されてきました。2007年以降、EAS3はheiseソフトウェアディレクトリからも入手可能です。[2] EAS3は、欧州PRACEプロジェクトのアプリケーションで使用されています。[3]現在のバージョン番号は2009年4月時点の1.6.7です。

ファイル形式

EAS3（アイン・アウスガベシステム3）
ファイル名拡張子
.eas
魔法の数字EAS3_I8R8
開発者シュトゥットガルト大学
フォーマットの種類浮動小数点データのバイナリ形式

EAS3ファイル形式は、IEEE形式で浮動小数点データを保存し、異なるコンピュータアーキテクチャ（リトルエンディアン/ビッグエンディアン）間でファイルを交換するために使用されます。データはパラメータとして構成され、1つのパラメータは1次元、2次元、または3次元の浮動小数点配列です。これらのパラメータのいくつかを1つの時間ステップに組み合わせることができます。これにより、5次元配列を保存できます。データは単精度（32ビット）、倍精度（64ビット）、または4倍精度（128ビット）で書き込むことができます。異なる方向のジオメトリ情報は、ファイルのヘッダーに保存されます。ユーザー定義の配列に追加情報を保存することもできます。ファイルサイズはコンピュータ自体（ファイルシステムなど）によってのみ制限されるため、EAS3ファイルは大規模なシミュレーション、ひいては高性能コンピューティングに適しています。[4] [5]

機能性

EAS3実行ファイルは、EAS3ファイルを変更するためのコマンドラインインターフェースです。実装されているコマンドは、単純な計算やファイル操作といった基本的な操作から、フーリエ変換や微分計算といった複雑な操作まで多岐にわたります。DNSデータに特化したコマンドも用意されており、例えばlambda2 vortex criterionなどです。コマンドは標準入力から読み込まれるため、EAS3はシェルスクリプト内で自動呼び出しに使用できます。

EAS3 のスクリーンショット: 最初の空間次元に沿って空間微分を計算します。

重要な機能の概要

  • ファイル管理：並べ替え、2つのファイルの添付、切り取り
  • 他のファイル形式への変換（ASCII、Covise、Tecplot）
  • 数学演算：基本演算、対数など。
  • 微分と積分
  • 補間
  • データの削減: 平均値、RMS 値など
  • フーリエ変換: 単精度/倍精度、実数/複素数
  • DNS固有: 渦基準

インストール

ソースはCVSリポジトリから直接入手するか、圧縮されたtarファイルをダウンロードできます。様々なマシンタイプ向けのMakefileが含まれているため、簡単にコンパイルできます。異なるFortranコンパイラで作成されたオブジェクトファイルのリンクは問題を引き起こす可能性があるため、バイナリパッケージ（RPM、.deb）は現在のところ提供されていません。

メリットとデメリット

利点

プログラマーにとっての主なメリットは、大容量（ 2GB超）のバイナリデータセットの読み書きを容易に実装できることです。ライブラリは、データは常にビッグエンディアンで書き込まれることを保証します。これによりプラットフォーム非依存となり、スーパーコンピュータなど、異なるハードウェアアーキテクチャ間でのデータ交換が可能になります。ユーザーは、シェルスクリプトを用いて自動化できる様々な後処理メソッドを利用できます。

デメリット

構造化グリッドに特化していることは、一部のユーザーにとって問題となる可能性があります。現在まで、直交座標グリッドまたはスペクトル空間におけるデータ表現のみが実装されています。円筒座標など、他のタイプのデータ配置のデータはEAS3ファイルに保存できますが、既存の後処理コマンドは使用できません。通常使用される視覚化プログラムはEAS3ファイル形式を直接サポートしていないため、多くの場合、データを対応するファイル形式に変換する必要があります。EAS3プログラムのコマンドはテキストインターフェイスで提供され、グラフィカルユーザーインターフェイスは存在しません。EAS3コマンドラインでコマンドを入力すると、対話的な使用が可能になりますが、詳細なヘルプが必要な場合は、Webページの説明が必要です。

ライセンス

EAS3はMITライセンスに基づいて公開されています。MITライセンスは、マサチューセッツ工科大学（MIT）発祥のフリーソフトウェアライセンスです。具体的には、 GPL互換の許容ライセンスであり、ライセンスがソフトウェアと共に配布されるという条件で、プロプライエタリソフトウェア内での再利用を許可します。

使用法

  • シュトゥットガルト大学空気力学・気体力学研究所 (IAG) の移行グループ: http://www.iag.uni-stuttgart.de
  • アリゾナ大学計算流体力学研究所: https://web.archive.org/web/199​​71222125309/http://cfd.ame.arizona.edu/
  • チューリッヒ連邦工科大学流体力学研究所: http://www.ifdmavt.ethz.ch
  • ミュンヘン工科大学 Lehrstuhl für Aerodynamik (高速空気力学グループ): http://www.aer.mw.tum.de

参考文献

  1. ^ H. Fasel, U. Rist, U. Konzelmann:境界層遷移における3次元発達の数値的研究, AIAA Journal, Vol. 28, p. 29-37, 1990
  2. ^ EAS3 ページ アーカイブ 2010-11-02 at the Wayback Machine at heise software directory
  3. ^ ウェブサイトは2009年6月28日にWayback Machineでアーカイブされ、Partnership for advanced computing in Europeに掲載されています。
  4. ^ A. Babucke、M. Kloker、U. Rist：「ジェット騒音低減のための鋸歯状ノズル端の直接数値シミュレーション」、High Performance Computing in Science and Engineering 07、p. 319-338、ISBN 978-3-540-74738-3、シュプリンガー 2008
  5. ^ J. Linn, M. Kloker:極超音速境界層流におけるフィルム冷却の直接数値シミュレーション、High Performance Computing in Science and Engineering 08、p. 171-189、ISBN 978-3-540-88301-2、シュプリンガー 2009
ウィキメディア コモンズには、 EAS3に関連するメディアがあります。
  • EAS3プロジェクトのウェブページ
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