Parallel FEM Toolkits

From WikiLSR
Jump to: navigation, search
ชุดโปรแกรม:Parallel 3-D Finite Element Toolkits



Banercopy.jpg


Overview : "Parallel Finite Element Toolkits หรือ Parallel FEM Toolkits" เป็นชุดโปรแกรมไฟไนต์เอลิเมนต์(Finite Element) 3มิติ คำนวณแบบขนาน สำหรับการวิเคราะห์ สร้างแบบจำลองและแก้ปัญหาทางฟิสิกส์ วิศวกรรมและอุตสาหกรรม ชุดโปรแกรมถูกพัฒนาขึ้นโดย หน่วยปฏิบัติการวิจัยการจำลองขนาดใหญ่ (LSR) ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (NECTEC)

Screenshots:


จุดประสงค์ : การพัฒนาชุดโปรแกรม Parallel FEM Toolkits เพื่อ

  1. เป็นชุดโปรแกรมแบบ open source สำหรับวิเคราะห์ปัญหาด้วยวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์
  2. เป็น Toolkits สำหรับใช้ประกอบการสอน บรรยาย ฝึกอบรม การแก้ปัญหาด้วยวิธีFinite Element ให้กับ นักศึกษา และ ประชาชนทั่วไป
  3. เป็นชุดโปรแกรมแบบสำหรับช่วยวิเคราะห์ปัญหา ทางด้าน ฟิสิกส์ วิศวกรรมและอุตสาหกรรม

ลักษณะทั่วไปของชุดโปรแกรม : เป็นชุดโปรแกรมวิเคราะห์ปัญหาด้วยวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ 3 มิติ สามารถติดตั้งได้ทั้งระบบ วินโดว์ ลินุกซ์ หรือ ยูนิกซ์ ประมวณผลแบบขนานบนคอมพิวเตอร์หลาย ซ๊พียู แบบคลัสเตอร์ การใช้งานเป็นระบบคอมมานไลน์ร่วมกับgraphic user interface มีโปรแกรมสร้าง mesh เป็น CAD 3 มิติ แบบ graphice mode ตัวกำหนดค่าสมบัติวัสดุ ค่าเงื่อนไขขอบเขตแบบ text mode mod และส่วนแสดงผลแบบ graphice mode 3 มิติ สามารถคำนวณได้ทั้งบนคอมพิวเตอร์ส่วนบุคลเพียงเครื่องเดียวหรือคำนวณแบบขนานบนคอมพิวเตอร์คลัสเตอร์ได้

การพัฒนาชุดโปรแกรม : ชุดโปรแกรม Parallel FEM Toolkits ได้พัฒนาขึ้นโดยอาศัยโปรแกรมและโค้ดแบบ open souce ดังนั้น ชุกโปรแกรมนี้จึงเป็นโค้ด open source ด้วย ชุดโปรแกรมดังกล่าวพัฒนาบนระบบลีนุกซ์ทั้งหมด โปรแกรมแบ่งออกเป็น 3 ส่วนคือ 1) ส่วนขึ้นโมเดล โครงสร้างปัญหา และ แบ่งเอลิเมนต์ 2)ส่วนคำนวณ (solver) 3) ส่วนแสดงผลหลังการคำนวณ มีรายละเอียดดังนี้

  1. ส่วนขึ้นโมเดล โครงสร้างปัญหา และ แบ่งเอลิเมนต์: ใช้โปรแกรม gmsh ซึ่งโปรแกรมแบบ open source สำหรับขึ้นโมเดล ทั้งแบบ 1 มิติ 2 มิติ และ 3 มิติ และสร้างเอลิเมนต์ เพื่อส่งต่อให้ส่วน solver และ ได้พัฒนาขึ้นเพื่อเปลี่ยน ฟอร์เมตข้อมูลจาก gmsh ไปให้ส่วน solver คือ โปรแกรม "gmsh2geofem" พัฒนาด้วย ฟอร์แทรน 90
  2. ส่วนคำนวณ (solver): เป็นส่วนที่ทำหน้าที่สำหรับคำนวณ ซึ่งเป็นการแก้สมการไฟไนต์เอลิเมนต์ ซึ่งมีหลายโมดูลสำหรับแก้ปัญหาต่างๆ โดยการพัฒนาเป็นต่อยอดโค้ดจากโปรแกรม GeoFEM พัฒนาโค้ดด้วยฟอร์แทรน 90 ใช้ไลบรารี MPI สำหรับการคำนวณแบบขนานบนคลัสเตอร์คอมพิวเตอร์ และ ได้พัฒนาขึ้นเพื่อเปลี่ยน ฟอร์เมตข้อมูลจาก geoFEM ไปให้ส่วน แสดงผล คือ โปรแกรม "geofem2openDX" พัฒนาด้วย ฟอร์แทรน 90
  3. ส่วนแสดงผลหลังการคำนวณ: ใช้โปรแกรม OpenDX โปรแกรมแบบ open source สำหรับแสดงผลแบบ graphic mode 3 มิติ

ชุดโปรแกรม Parallel FEM Toolkits เป็นร่วมทั้ง 3 ส่วนเข้าด้วยกัน เพื่อติดตั้งบนระบบลินุกซ์ และ สร้าง image file เพื่อติดตั้งลงบนระบบวินโดว์ผ่าน virsual box

Femtk.JPG


ความร่วมมือ : กับสถาบันต่างๆ มีลักษณะดังนี้

  • ร่วมมือจัดอบรมเชิงปฏิบัติการ (ถ้าต้องการจัดอบรมเชิงปฏิบัติการที่สถาบันของท่านสามารถติดต่อได้)
  • สอน บรรยาย เป็นที่ปรึกษาร่วม
  • รับนักศึกษางาน ภาคฤดูร้อน
  • ร่วมมือกับมหาวิทยาลัย อุตสาหกรรม เพื่อแก้ปัญหาด้วยวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์
  • เป็นที่ปรึกษาในการพัฒนาโปรแกรมไฟไนต์เอลิเมนต์

ความต้องการพื้นฐานสำหรับพิวเตอร์ใช้งานชุดโปรแกรม :

ขั้นตอนการขอรับโปรแกรม :


ความสามารถของชุดโปรแกรม : สามารถวิเคราะห์ปัญหาได้ดังนี้

  • static mechanic module
  • dynamic mechanic module
  • steady and stansient heat transfer in solid module
  • steady state electrical current density module
  • steady state electric filed module
  • static and dynamic pezoelectric module

และสามารถวิเคราะห์ปัญหาแบบ myti-physics ดังนี้

  • mechanic + heat transfer
  • heat transfer + steady state electrical current
  • mechanic + heat transfer + steady state electrical current

ตัวอย่างการวิเคราะห์ :

การจัดอบรม :

  • ครั้งที่ 1 จัดที่ ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (NECTEC) 15 กันยายน 2548
  • ครั้งที่ 2 จัดที่ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น 14-15 กันยายน 2549
  • ครั้งที่ 3 จัดที่ ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง 28-29 สิงหาคม 2550
  • ครั้งที่ 4 จัดที่ ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น 7-8 สิงหาคม 2551คลิก
    • บรรยากาศในงาน
      • ข่าวการจัดอบรมหน้าเวบมหาวิทยาลัยขอนแก่น คลิกที่นี่
      • ข่าวการจัดอบรมหน้าเวบคณะวิทยาศาตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น คลิกที่นี่
      • ประมวลภาพการจัดอบรม มหาวิทยาลัยขอนแก่น เมื่อวันที่ 7-8 สิงหาคม 2551 คลิกที่นี่
DSC04894n.jpg

ผลงานตีพิมพ์ :

  • 2012
    • [1] T. Seetawana, U. Seetawanb, A. Ratchasina, S. Srichaia, K. Singsooga, W. Namhongsaa, C. Ruttanapun, S.Siridejachai "Analysis of Thermoelectric Generator by Finite Element Method", Procedia Engineering, Volume 32, Pages 1006–1011, 2012.
    • [2] Apinun Plodkeaw, Mudtorlep Nisoa, Praiwan Kerdtongmee, Chesta Ruttanapun, Songkran Siridejachai, "Design of Large Scale Microwave Oven by FEM",1st International Symposium on Technology for Sustainability, ( ISTS 2011),26-29 January , 2012, KMITL, Bangkok Thailand.
  • 2011
    • [1] S. Srichai, T. Seetawan, C. Ruttanapun, S. Siridejachai, S. Vannarat., ”Analysis of thermoelectric modules by Finite Element method”, (Poster) SPC2011: Siam Physics Congress, The 6th Annual Conference of the Thai Physics Society, March 23-26, 2011 Pattaya, Thailand.
    • [2]S. Srichai, C. Ruttanapun, S. Siridejachai, T. Seetawan, “simulation thermoelectric generator by finite element method”, (Oral), The 1st Southeast Asia Conference on Thermoelectrics, 20-21 July 2011, Krunsri River Hotel, Ayutthaya, Thailand.
    • [3] S. Siridejachai, C. Ruttanapun, S. Vannarat,and M. Nisoa, “A numerical study on ,microwave oven with multiple waveguide”, 15th International Annual Symposium on Computational Science and Engineering (ANSCSE15),Bangkok University, Thailand, 30 March to 2 April 2011,pp 177-182
  • 2010
    • [1] Chesta Ruttanapun, Songkran Siridejachai, Sornthep Vannarat, Priwan Keardthongmee and Mudtorlep Nisoa,"Simulation of Microwave Oven for Drying Sea Fish using FEM", Proceedings of the 2009 International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP 2009), Imperial Queen's Park Hotel, Bangkok, Thailand, October 20-23, 2009, p.1071-1074.
    • [2] เชรษฐา รัตนพันธ์ อาธรณ์ วรอัด สงกรานต์ ศิริเดชาชัย ศรเทพ วรรณรัตน์ ทศวรรษ สีตะวัน "การวิเคราะห์ n-type SrTiO3 และ p-type Ca2Co2O5 โมดูลของเทอร์โมอิเล็กทริกสำหรับตัวกำเนิดไฟฟ้าและตัวสร้างความเย็นด้วยวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์",งานประชุมวิชาการพลังงานแห่งชาติ ครั้งที่ 1 ณ ศูนย์การประชุมไบเทคบางนา 18-19 กพ. 2552.
    • [3] Chesta Ruttanapun, Songkarn Siridejachai, Sornthep Vannarat, Athorn Vora-ud, Tosawat Seetawan, "Finite Element Analysis of the n-type SrTiO3 and p-type Ca2Co2O5 Thermoelectric Generator", The 3rd Technology and Innovation for Sustainable Development International Conference (TISD2010) Faculty of Engineering Khon Kaen University, Royal Mekong Nongkhai Hotel, Nong Khai, Thailand, 4-6 March 2010, pp 738-741.
    • [4]Songkran Siridejachai,Chesta Ruttanapun and Sornthep Vannarat, "Filling Incomplete Wind Speed Data by Using Kriging Interpolation", 14th International Annual Symposium on Computational Science and Engineering (ANSCSE14),Mae Fah Luang University, Chiang Rai, Thailand, 23 - 26 March 2010,pp 229-233.
    • [5] Chesta Ruttanapun,Suriya Srichai, KunchitSingsoog, Songkran Siridejachai, Phitak Thaenkaew, Tosawat Seetawan and Sornthep Vannarat,"ANALYSIS OF n-CaMnO3 AND p-Ca3Co4O9 THERMOELECTRIC GENERATOR BY USING FINITE ELEMENT TECHNIQUE",The 25th International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications (ITC-CSCC 2010),Ambassador City Jomtien Hotel, Pattaya, Thailand, July 4-7, 2010, pp 867-869.
    • [6] ปิยวัฒน์ ทัพสนิท, เชรษฐา รัตนพันธ์, สงกรานต์ ศิริเดชา, ศรเทพ วรรณรัตน์ และ ทีปานีส ชาชิโย, "ผลเฉลยเชิงวิเคราะห์และเชิงตัวเลขของตัวทำความเย็นเส้นลวดนาโนซิลิกอนเทอร์โมอิเล็กตริกในสภาวะคงตัว", NECTEC Technical Journal, NECTEC-ACE2010 Special Edition, No. 22, July-October, 2010, pp. 218-223.
  • 2009
    • [1] C. Ruttanapun, S. Siridejachai, S. Vanarat, T. Penthong, N. Aim-ood, S. Gakavand and N. Pattanadech, "Simulation of Electric Field in Stator Bar by Using Finite Element Method" 31st Electrical Engineering Conference (EECON-31), 29-32 October 2008, ณ รอแยลฮิลส์ กอล์ฟ รีสอร์ส แอนด์ สปา จ. นครนายก p. 323-326
    • [2] C. Ruttanapun, S. Siridejachai, S. Vanarat and N. Pattanadech, "Finite Element Simulation of Electric Field Patterns Inside the High Voltage Underground Cable", The 6th International Joint Conference on Computer Science and Software Engineering (JCSSE2009), 13-15 May 2009, Phuket, Thailand, p.114-119.
    • [3] S. Siridejachai, C. Ruttanapun and S. Vanarat, "A numerical study of the waveguide length affects power distribution inside the microwave oven" 13th International ANnual Symposium on Computernal Science and Engneering (ANSCSE 13), 25-27 March 2009, Faculty of Engineering, Kastsart Unverity, Bangkok, Thailand, p. 374-378.
    • [4] A. Vora-ud, P. Tapsanit, C. Ruttanapun, S. Siridejachai, S. Vanarat Using and T. Seetawan, "Finite Element Method to Analyze Thermoelectric Device", The Second Nation Conference on Science and Technology (NCST 2009),9-12 July 2009, Sakon Nakon Rajabhat Univerity.
    • [5] เชรษฐา รัตนพันธ์, สงกรานต์ ศิริเดชาชัย, ศรเทพ วรรณรัตน์, นรเศรษฐ พัฒนเดช และ เรืองยุทธ เรืองสกุล "การประยุกต์ใช้วิธีไฟไนต์เอลิเมนต์เพื่อวิเคราะห์สนามไฟฟ้าในสายส่งไฟฟ้าแรงสูงแบบขึงอากาศและแบบใต้ดิน", งานสัมมนาวิชาการสายงานระบบส่ง ปี 2552, 5-7 สิงหาคม 2552,ณ ศูนย์ฝึกอบรมบางประกง จ. ฉะเชิงเทรา.
  • 2008-..
  1. S. Siridejachai, C. Ruttanapun and S. Vanarat,"The Behavior Study of Piezoelectric Transformer by Using Finite Element Method", ANSCSE12, 2008
  2. S. Siridejachai, C. Ruttanapun and S. Vanarat,"A Comparison of Preconditioners Effect to The Large System FEM Problems", ANSCSE11, 2007
  3. C. Ruttanapun, S. Siridejachai and S. Vanarat,"Finite Element Modeling of MEMS gas sensor", ANSCSE10, 2006
  4. C. Ruttanapun ,S. Siridejachai, and S. Vanarat,"Finite Element Modeling of Micromirror", ANSCSE9, 2005
  5. S. Siridejachai, C. Ruttanapun and S. Vanarat,"Finite Element Model of Thermal Multimorph Actuator", ANSCSE8, 2004
  • เอกสารประกอบ
  1. เอกสารประกอบการอบรมเชิงปฏิบัติการ Parallel FEM Toolkits
  2. Technical report #10: รายงานการทดสอบประสิทธิภาพเครื่องคอมพิวเตอร์ itanium โดยวิธีวิเคราะห์ปัญหาไฟไนต์เอลิเมนต์
  3. Technical report #9: การวิเคราะห์ปัญหาแรงเนื่องจากไฟฟ้าในสภาวะคงตัว
  4. Technical report #8: การวิเคราะห์ปัญหากระแสไฟฟ้าในสภาวะคงตัว Download Full-paper
  5. Technical report #7: การพัฒนาโปรแกรมวิเคราะห์ปัญหากระแสไฟฟ้าในสภาวะคงตัว โดยวิธีการแก้ไขและดัดแปลงโค้ดจากโปรแกรมวิเคราะห์ปัญหาความร้อน
  6. Technical report #6: การวิเคราะห์ปัญหา Dynamics
  7. Technical report #5: การวิเคราะห์ผลของ thermal stress
  8. Technical report #4: รายงานผลการทดสอบความถูกต้องของโปรแกรมวิเคราะห์ thermal stress
  9. Technical report #3: การพิสูจน์สมการไฟไนต์เอลิเมนต์ของปัญหากลศาสตร์ของแข็ง โดยใช้วิธีการถ่วงน้ำหนักตกค้างของกาเลอร์กิน
  10. Technical report #2: การสร้าง solid modeling โดยใช้โปรแกรม gmsh
  11. Technical report #1: การติดตั้งและใช้งานโปรแกรมบนหน่วยประมวลผลแบบขนาน

Presentations

  • FEM: Introduction
  • FEM: Solid Mechanics
  • FEM: Heat Transfer คลิก
  • FEM: Static Electric Current
  • FEM: Steady Electric Field

Software for Workshop

  • รายละเอียดการติดตั้งโปรแกรม Parallel FEM Tookits คลิกที่นี่
  • การติดตั้งโปรแกรมParallel FEM Tookits ร่วมกับโปรแกรม GeoFEM บน linux คลิก
  • ฟอร์เมตข้อมูลเอลิเมนต์ในไฟล์ in.0| คลิกที่นี่
  • คู่มือประกอบการอบรม
  1. คลิก

News

  • ข่าวการจัดอบรมหน้าเวบมหาวิทยาลัยขอนแก่น คลิกที่นี่
  • ข่าวการจัดอบรมหน้าเวบคณะวิทยาศาตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น คลิกที่นี่

สนใจติดต่อ

  • หน่วยปฏิบัติการวิจัยการจำลองขนาดใหญ่ ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์คอมพิวเตอร์แห่งชาติ เลขที่ 112 อุทยานวิทยาศาสตร์ประเทศไทย ถ.พหลโยธิน ต.คลองหนึ่ง อ. คลองหลวง จ.ปทุมธานี 12120
  • โทร. 02-564-6900 ต่อ 2276
  • E-mail : patcharaporn.ekwongsupasarn@nectec.or.th