Goma (oprogramowanie)
Goma to równoległy i skalowalny pakiet oprogramowania multifizycznego typu open source do modelowania i symulacji rzeczywistych procesów fizycznych, oparty na obliczeniowej dynamice płynów dla problemów z ewoluującą geometrią. Rozwiązuje problemy we wszystkich gałęziach mechaniki , włączając płyny , ciała stałe i analizę termiczną . Goma wykorzystuje zaawansowane metody numeryczne , koncentrując się na reżimie przepływu o niskiej prędkości ze sprzężonymi zjawiskami w zastosowaniach produkcyjnych i wydajnościowych. Zapewnia również elastyczne środowisko programistyczne dla fizyki specjalistycznej.
Goma została stworzona przez Sandia National Laboratories i jest obecnie wspierana zarówno przez Sandię, jak i University of New Mexico .
Możliwości
Goma to program elementów skończonych, który rozwiązuje problemy ze wszystkich gałęzi mechaniki, w tym mechaniki płynów, mechaniki ciał stałych, reakcji chemicznych i transportu masy oraz transportu energii. Zasady zachowania pędu, masy, gatunków i energii, wraz z materiałowymi relacjami konstytutywnymi, można opisać za pomocą równań różniczkowych cząstkowych. Równania są dyskretne do rozwiązania na komputerze cyfrowym metodą elementów skończonych w przestrzeni i metodą różnic skończonych w czasie. Otrzymane nieliniowe, zależne od czasu równania algebraiczne są rozwiązywane za pomocą pełnej metody Newtona-Raphsona. Zlinearyzowane równania są rozwiązywane za pomocą solwerów iteracyjnych bezpośrednich lub opartych na rozwiązaniu Kryłowa. Symulacje można uruchamiać na jednym procesorze lub na wielu procesorach równolegle z wykorzystaniem dekompozycji domen, co może znacznie przyspieszyć analizę inżynierską.
Przykładowe zastosowania obejmują między innymi procesy powlekania i obróbki polimerów, obróbkę nadstopów, spawanie/lutowanie, procesy elektrochemiczne oraz suszenie warstw stałych lub roztworów. Pełny opis możliwości Gomy można znaleźć w dokumencie możliwości Gomy .
Goma jest często używany w połączeniu z innymi pakietami oprogramowania. Cubit jest zwykle używany do generowania siatek obliczeniowych, podczas gdy ParaView jest często używany do wizualizacji wyników symulacji. Dane wyjściowe symulacji są generowane w formacie pliku ExodusII.
Historia
Goma powstał w 1994 roku z wczesnej wersji MP_SALSA, programu elementów skończonych zaprojektowanego do symulacji przepływów reagujących chemicznie w masowo-równoległych środowiskach komputerowych. Jako punkt wyjścia, Goma została pierwotnie rozszerzona i dostosowana do swobodnych i ruchomych problemów granicznych w mechanice płynów, przenoszeniu ciepła i przenoszeniu masy . Pięć wersji Gomy (od 1.0 do 5.0) zostało opracowanych i wydanych przez Sandię w latach 1994-2012. Te oryginalne wersje Gomy nie zostały zatwierdzone do publicznego wydania i zostały wydane tylko wewnętrznie w ramach rządu USA i jego zakontraktowanych partnerów przemysłowych i akademickich .
W 2013 roku Sandia wydała Goma 6.0 jako oprogramowanie typu open source na licencji GNU General Public License . Jest hostowany przez GitHub i zawiera instrukcje dotyczące pobierania dodatkowych pakietów oprogramowania, które są wymagane do zbudowania Gomy.
Nagrody
Goma 6.0 otrzymał nagrodę R&D 100 Award 2014 przyznawaną przez R&D Magazine . Ta nagroda określa wydanie Goma 6.0 typu open source jako jedną ze 100 największych innowacji technologicznych 2013 roku.
Publikacje
Instrukcja obsługi Goma 6.0 została opublikowana w sposób otwarty. Symulacje Goma stanowiły podstawę co najmniej 14 raportów technicznych firmy Sandia i ponad 25 artykułów w czasopismach.