OpenFOAM 勉強会 C++ プログラム相談のご案内オープン CAE シンポジウム 2012 金田誠 (OpenFOAM 勉強会 for 関東 ) 1

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さみえんの
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1 OpenFOAM 勉強会 C++ プログラム相談のご案内オープン CAE シンポジウム 2012 金田誠 (OpenFOAM 勉強会 for 関東 ) 1

2 C++ 学習法 C++ プログラマを目指す人 OpenFOAMの解析者学習法が同じであって良いはずがない解析者は C++ ばかりに時間を割いていられない 2

3 本を紹介してと言われると悩む Effective C++ Scott Meyers ( 著 ) C++ プログラマを目指す人が入門書の次に読む本として優れた名著ただし OpenFOAM の解析者にお勧めして良いものか悩ましい高度なことも書かれている勉強しすぎかも 3

4 そうは言っても OpenFOAM は難しい OpenFOAM のソースコードは容赦ない template や多重継承のような上級者向けの機能を容赦なく使っている細かい話は避けますが OpenFOAM の多重継承の使い方は行儀が悪い ( と思う ) 余計に難しいちゃんと C++ を勉強しないと歯が立たない? 4

5 C++ を知っている人に聞いてしまえば楽! OpenFOAM 関東で C++ プログラム相談を始めました少し自己紹介金田誠 C++ プログラマ出身の流体解析エンジニア業務では宇宙輸送機周りの極超音速流れの解析職場では格子職人と呼ばれています 5

6 C++ プログラム相談事例紹介いままでのご相談事例から 3 件ご紹介します 1 件目 : 連成計算の通信部分を並列計算に対応させたい 2 件目 : 連成計算が FOCUS スパコンで動かない 3 件目 : ソースカスタマイズしたソルバを実行すると実行時エラーで落ちる 6

7 1 件目 : 連成計算の通信部分を並列計算に対応させたい 7

8 2 件目 : 連成計算が FOCUS スパコンで動かない空調シミュレータと OpenFOAM を連成空調シミュレータ : 単一プロセス OpenFOAM: フラット MPI で並列計算空調シミュレータとOpenFOAMの間はソケット通信手元のワークステーションでは動く FOCUSスパコンで通信できないというご相談ソケット通信をMPIで書き換えてみた 8

9 前提知識 : 並列処理のモデル SPMD Single Program Multiple Data 同じプログラムで並列処理を行う MPI のプログラムはほとんどが SPMD モデル (OpenFOAM も ) MPMD Multiple Program Multiple Data 複数のプログラムを協調させて並列処理を行う今回はこっち私は経験がなかった 9

10 ソースカスタマイズの要件 OpenFOAM は可能ならライブラリに手を加えたくないソルバのみのカスタマイズに留めたい MPI の機能で空調シミュレータと OpenFOAM を別グループに分けることにより実現 10

11 グループ間通信空調シミュレータのグループ OpenFOAM のグループマスタープロセス単一プロセス MPI_COMM_WORLD MPI_COMM_WORLD 11

12 グループ間通信 MPI のグループ間コミュニケータを使って通信今回は OpenFOAM 側はマスタープロセスのみが空調シミュレータと通信するようにしたマスタープロセスが受け取ったデータを各ワーカープロセスに分配 12

13 カスタマイズ後の動作確認 DEXCS 上では動いた FOCUS スパコンではまだ動作確認していないそうです動作確認できたらいずれ発表できるかも 13

14 プログラムの起動方法 ( OpenMPI の場合 ) (1) ネームサーバーを立ち上げる $ ompi-server -d --report-uri $HOME/ompi-uri.dat $HOME/ompi-uri.dat は任意のファイル名にして良い連成するプログラム間を動的に接続するときサービス名の解決に使用システムに ompi-server がないときの最終手段は? OpenMPI をソースからビルド 14

15 プログラムの起動方法 ( OpenMPI の場合 ) (2) 空調シミュレータを起動する $ mpiexec -ompi-server file:$home/ompi-uri.dat -np 1 逐次処理でも mpiexec を使って動かす必要がある (3) OpenFOAM を並列で起動する $ mpiexec -ompi-server file:$home/ompi-uri.dat -np 4 aaafoam -parallel 15

16 処理の流れ ( 空調シミュレータ側 ) // クライアント (OpenFOAM) が接続するポートを生成する MPI_Open_port(MPI_INFO_NULL, port_name); // ポート名をサービス名に関連付けるサービス名はプログラマが指定できる MPI_Publish_name(const_cast<char*>(service_name.c_str()), MPI_INFO_NULL, port_name); // クライアントの接続要求を受け付ける MPI_Comm_accept(port_name, MPI_INFO_NULL, 0, MPI_COMM_SELF, &client_comm); // 処理 // ポート名とサービス名の関連を切り離す MPI_Unpublish_name(const_cast<char*>(service_name.c_str()), MPI_INFO_NULL, port_name); // ポートを閉じる MPI_Close_port(port_name); // クライアントを切り離す MPI_Comm_disconnect(&client_comm); 16

17 処理の流れ (OpenFOAM 側 ) // サービス名を渡して特定のポート名に接続する MPI_Lookup_name(const_cast<char*>(service_name.c_str()), MPI_INFO_NULL, port_name); // サーバー ( 空調シミュレータ ) との接続を確立する MPI_Comm_connect(port_name, MPI_INFO_NULL, 0, MPI_COMM_SELF, &server_comm); // 処理 // サーバーを切り離す MPI_Comm_disconnect(&server_comm); 17

18 参考文献 18

19 3 件目 : ソースカスタマイズしたソルバを実行すると実行時エラーで落ちる #0 Foam::error::printStack(Foam::Ostream&) in "/opt/openfoam/openfoam /platforms/linux64GccDPOpt/lib/libOpenFOAM.so" #1 Foam::sigSegv::sigHandler(int) in "/opt/openfoam/openfoam /platforms/linux64GccDPOpt/lib/libOpenFOAM.so" #2 at sigaction.c:0 #3 typeinfo for Foam::HashTable<Foam::regIOobject*, Foam::word, Foam::string::hash> in "/opt/openfoam/openfoam /platforms/linux64GccDPOpt/lib/libOpenFOAM.so" セグメンテーション違反です ( コアダンプ ) 19

20 乱流モデル変数のコンストラクタ呼び出し PtrList<incompressible::RASModel> turbulence(fluidregions.size()); ( 中略 ) forall(fluidregions, i) { singlephasetransportmodel laminartransport(ufluid[i], phifluid[i]); turbulence.set ( ); i, ( 中略 ) } autoptr<incompressible::rasmodel> ( incompressible::rasmodel::new ( ) ).ptr() UFluid[i], phifluid[i], laminartransport forall ループのブロック開始乱流モデル変数を格納するコンテナ繰り返しの度に laminartransport 変数のコンストラクタが呼ばれる乱流モデルクラスのコンストラクタに参照が渡されて乱流モデル内部から参照される forall ループのブロック終了繰り返しの度に laminartransport 変数のデストラクタが呼ばれる 20

21 結論 turbulence 変数 ( コンテナ ) は forall ループの外で定義されているため forall ループが終わっても生き続ける laminartransport 変数は forall ループの中でローカル変数として定義されているため forall ループの繰り返しのたびに生成破壊が行われるその後 turbulence 変数の要素から寿命の尽きた laminartransport 変数を参照したときにソルバが実行時エラーで落ちる 21

22 C++ プログラム相談受付中 OpenFOAM 勉強会内の活動として C++ プログラム相談を受け付けております名前 : 金田誠メール : 関東で直接お声掛けください勉強会でのご相談は無料ですがビジネスの話も歓迎しますその場合もまず勉強会の無料相談をお試しいただけます 22

並列計算導入.pptx

並列計算導入.pptx 並列計算の基礎 MPI を用いた並列計算並列計算の環境並列計算複数の計算ユニット(PU, ore, Pなどを使用して一つの問題計算を行わせる近年並列計算を手軽に使用できる環境が急速に整いつつある >通常のP PU(entral Processing Unit)上に計算装置であるoreが複数含まれている Intel ore i7 シリーズ: 4つの計算装置(ore) 通常のプログラム

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