0 写在前面

说到CAE领域的开源软件,绕不开法国电力集团(法电/EDF)的Code_Aster(主攻结构和热-力耦合仿真)、Code_Saturne(计算流体力学CFD)、TELEMAC(水动力学、水文学),以及Code_Aster与交互式前、后处理平台SALOME结合的Salome_Meca,从工业验证可信度、稳定性、领域覆盖广度这几个方面而言,EDF体系可以说是目前开源仿真软件里做的最好的,没有之一。

关于Code_Aster、Code_Saturne和TELEMAC,中文互联网上能搜到的内容不多,而且相对零散。但其实作为法电在国内的官方唯一合作伙伴,几年前开始我们已经通过课程培训的形式分享了一整套开源仿真软件的使用教程和实际案例,也一直陆续有通过这些找到我们的朋友们。既然是开源软件,秉持开源精神,我们会把这一套教程和案例都分享出来。

内容较多,陆续放出,感兴趣的话可以关注一下我们的持续更新,也欢迎私信留言~

1 Code_Aster软件介绍

Code_Aster最初是法电为核工业提供热-力学分析解决方案、预测核电站设备的生命周期、保证核电厂运行安全而研发的通用结构和热-力耦合有限元仿真软件,从1989年起研发至今已经发展出了丰富的功能,是经过30多年核安全监管要求严苛验证的开源软件,因此在全世界的工业界和学术界都拥有大量用户。

它拥有超过200种的材料本构模型,包括金属、多晶材料、混凝土、岩土等材料的多种行为(如断裂和损伤、蠕变、不可压缩性、辐照作用下的行为、相变效应下的行为等);具备强大的非线性分析功能(材料非线性、几何非线性、接触非线性);在多物理耦合仿真方面也是功能强大,涵盖热-力耦合、热-冶金耦合、热-冶金-力耦合、电-力耦合、流-固耦合、声学-力学耦合等等;支持HPC并行计算,极大提速的同时可对千万级自由度问题进行仿真。

2 Salome_Meca简介

Code_Aster本身是一款独立的软件,但它所有的设置通过文本输入,200w行源代码又是多语言混合架构(主要是Fortran求解器内核、Python用户接口和流程控制、C/C++内存管理和近年来部分新模块),这就为软件的安装、使用以至二次开发带来了很高的门槛。通过和SALOME这个具备图形界面的前、后处理平台结合,我们可以直接用Salome_Meca省去一大麻烦,体验上来说会好很多。

Salome_Meca = SALOME + Code_Aster

>> 优点:

容易安装完整环境(Linux下)

一致的用户体验

可以使用不同的前后处理工具

  • 允许导入几何、网格分别到SALOME的Geom、Mesh模块中
  • 导入不同的网格格式以及输出不同的结果格式

可以单独使用Code_Aster求解器

Salome_Meca界面示意

3 Salome_Meca安装教程

适用于Ubuntu系统的Salome_Meca安装教程视频https://www.bilibili.com/video/BV1izDpBQEXy/?share_source=copy_web&vd_source=b7921efcd9faa403d39b80c687519f35

(为了方便跟着操作,我们也准备了视频版教程)

3.1 系统要求

Ubuntu22.04,amd64

3.2 准备文件

  • go1.17.2.linux-amd64.tar.gz
  • singularity-ce-3.8.0.tar.gz
  • salome_meca-lgpl-2021.1.0-2-20220817-scibian-9.sif
  • setup_salome_gpu.sh

将以上4个文件放在salome文件夹里,粘贴到根目录下/home/salome

(文件过大,有需要的可以评论或私信我们获取)

3.3 安装流程

3.3.1 安装依赖库​​​​​​​

sudo apt install -y \
build-essential \
libseccomp-dev \
pkg-config \
squashfs-tools \
cryptsetup \
curl \
wget \
git \
uuid-dev \
libgpgme-dev \
libssl-dev \
uidmap \
zlib1g-dev

3.3.2 安装Go

在文件路径打开terminal (Ctrl + Alt + T)

sudo tar -C /usr/local -xzf go1.17.2.linux-amd64.tar.gz

为Go添加环境变量

echo 'export GOPATH=${HOME}/go' >> ~/.bashrc

echo 'export PATH=/usr/local/go/bin:${PATH}:${GOPATH}/bin' >> ~/.bashrc

source ~/.bashrc

查看是否安装成功

go version

3.3.3 安装Singularity

3.3.3.1 解压文件

首先,解压你下载的 Singularity 压缩包

tar -xzf singularity-ce-3.8.0.tar.gz

3.3.3.2 进入解压后的目录

进入解压后的 Singularity 源码目录

cd singularity-ce-3.8.0

3.3.3.3 配置编译环境

运行配置脚本,准备编译环境

./mconfig

3.3.3.4 编译Singularity

进入编译生成的目录

cd ./builddir

并运行 make 命令开始编译 Singularity(此处时间较长,请耐心等待)

make

3.3.3.5 安装Singularity

将编译好的 Singularity 安装到系统中(此处时间较长,请耐心等待)

sudo make install

3.3.3.6 验证安装

验证 Singularity 是否安装成功

singularity --version

这将显示已安装的 Singularity 版本信息

3.3.4 运行Salome_Meca

在命令行运行salome_meca.sif镜像

singularity run /home/yskj/salome/salome_meca-lgpl-2021.1.0-2-20220817-scibian-9.sif

run后面跟上.sif文件的绝对路径


以上步骤可以实现打开salome_meca2021的目的,可以满足日常使用。但如果对软件流畅度有较高要求,还需执行以下步骤以实现调用GPU打开软件。

3.3.5 调用GPU(可选)

首先确保机器带有NVIDIA显卡并且显卡驱动已启动

3.3.5.1 安装必要补丁
bash ~/salome/setup_salome_gpu.sh

3.3.5.2 更新环境变量

source ~ /.bashrc

3.3.5.3 启动Salome_Meca

使用设置的快捷键

salome_meca2021

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