FEMZIP

Kompression für Simulationsergebnisse

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Einfach effizient komprimieren: FEMZIP komprimiert Daten aus numerischen Simulationen so genau, wie es der Nutzer festlegt. Die Menge der Daten wird auf diesem Weg stark reduziert, gleichzeitig bleiben wichtige Informationen auch nach der Dekompression erhalten.

 

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FEMZIP: COMPRESSION OF SIMULATION RESULTS

Presseinformation

Ab dem 1. Januar 2013 übernimmt die SIDACT GmbH den Vertrieb der Software FEMZIP.

Datenkompression

Die Entwicklung technischer Produkte wird heutzutage oftmals durch den Einsatz von Computersimulationen unterstützt. Durch den Einsatz von Simulationen kann die Anzahl benötigter Prototypen stark reduziert werden. Um Konstruktionsdetails immer weiter zu verbessern wird eine stetig steigende Anzahl von Simulationen durchgeführt. Zudem werden die zum Einsatz kommenden Modelle immer detaillierter. Diese Entwicklung führt zu regelmäßig steigenden Datenmengen, die analysiert, unter Ingenieuren ausgetauscht und für erneute Analyse archiviert werden müssen. Aufgrund der großen Datenmengen werden Netzwerkverbindungen und begrenzte Speicher zu Nadelöhren. Daraus ergibt sich die Herausforderung Lösungen zu entwickeln, die einen flüssigen Arbeitsablauf mit diesen Datenmengen ermöglichen.

Mit der Kompressionssoftware FEMZIP stellen wir eine solche Lösung zur Verfügung. FEMZIP ist speziell für die Kompression von Ergebnisdaten verschiedener Simulations-Codes entwickelt. Der hohe Kompressionsfaktor, der mit FEMZIP erzielt werden kann, führt zu folgenden Vorteilen:

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Geringere Archivgröße
Mit FEMZIP komprimierte Simulationsdaten benötigen nur ein Bruchteil des Speicherplatzes. Speicher und Backup Kapazitäten können demnach wesentlich mehr Simulationsergebnisse halten. Dadurch können Investitionen in Speicher- und Archivlösungen verhindert bzw. stark reduziert werden.

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Schnellerer Datenaustausch

Die Übertragung von Ergebnisdaten kann auf Grund limitierter Netzwerkbandbreite sehr zeitaufwändig sein. Da komprimierte Simulationsdaten wesentlich weniger Speicherplatz benötigen als unkomprimierte Simulationsergebnisse, lassen sich die Komprimierten in einem Bruchteil der Zeit übertragen.

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Schnellerer Datenzugriff
Das Einlesen der Simulationsdaten in Postprozessoren kann ebenfalls ein zeitaufwändiger Prozess sein. Komprimierte Simulationsergebnisse lassen sich oftmals direkt in den Postprozessor einlesen. Insbesondere wenn die Daten auf File-Servern gespeichert werden ist das Einlesen von komprimierten Daten deutlich schneller. In manchen Fällen ist sogar beim Einlesen von der lokalen Festplatte ein Geschwindigkeitsvorteil zu erkennen.

Während diese Vorteile durch den Einsatz von FEMZIP entstehen, wurde FEMZIP so entwickelt, dass keine neuen Arbeitsschritte im Arbeitsablauf des Ingenieurs notwendig sind. FEMZIP kann in batch-Prozesse integriert werden, um eine automatisierte Kompression direkt nach Berechnung der Simulation zu ermöglichen. Dadurch kann der Ingenieur von der Datenkompression profitieren ohne der Notwendigkeit FEMZIP manuell zu bedienen. Des Weiteren ist durch die Integration der Dekompression in gängige Postprozessoren der Zugriff auf den Inhalt komprimierter Daten direkt möglich. Komprimierten Daten müssen demnach meistens nicht mit dem Dekompressionstool FEMUNZIP in das ursprüngliche Datenformat überführt werden.

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CRASH

Crash-Simulation ist eine der Standard CAE-Applikationen in der Automobilindustrie. Die Bestrebungen, die Sicherheit von Autos zu verbessern, wird durch eine große Menge an täglich durchgeführten Simulationen begleitet. Dadurch werden kontinuierlich große Mengen an Simulationsdaten erzeugt. Mit FEMZIP für CRASH bieten wir eine Reihe an Datenkompressionslösungen, die speziell für die Kompression von Ergebnisdaten aus gängigen Crash-Codes entwickelt wurden. Für PAM-CRASH, LS-DYNA und RADIOSS Ergebnisdateien sind FEMZIP Versionen verfügbar.

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Ergebnisse von der Volkswagen AG für PAM-CRASH Ergebnisdateien (DSY) einer Aufprallsimulation mit einem Automodell mit 1031990 Knoten.

Crash-Ergebnisdateien können mit FEMZIP in der Regel mit einen Faktor von ungefähr 10 komprimiert werden. Diese Reduktion führt zu deutlich geringerem Speicherbedarf, wesentlich schnellere Datenübertragung und schnellerem Einlesen in Postprozessoren. Letzteres ist ein Ergebnis aus der Optimierung der Integration unserer Dekompressionsmethoden in Zusammenarbeit mit den Postprozessor-Herstellern. Das komprimierte Datenformat von FEMZIP wird heute von einer Vielzahl an Postprozessoren unterstützt, so dass das Arbeiten mit komprimierten Dateien einfacher denn je geworden ist.

 

Proudkte: Unterstützte Postprozessoren:
  • FEMZIP-L (LS-DYNA)
  • FEMZIP-P (PAM-CRASH)
  • FEMZIP-R (RADIOSS)
  • GNS Animator
  • ESI Visual Environment
  • LS-Prepost
  • Altair Hyperview / Hypergraph
  • Beta μETA
  • Oasys D3PLOT

CFD

Die Verwendung von Numerischer Strömungsmechanik in technischen Anwendungen generiert große Datenmengen. Mit einer Reihe an neu entwickelten FEMZIP Versionen bieten wir in Zukunft Lösungen speziell für die Kompression von CFD-Daten. Als erstes Datenformat werden wir das EnSight Gold Format von CEI unterstützen. Weitere Produkte für CD-Adapco's StarCD und das native OpenFOAM Format sind derzeit in der Entwicklung.

Im Allgemeinen können CFD-Ergebnissdaten im EnSight Gold Format abhängig vom Simulationstyp mit einem Faktor zwischen 5 und 10 komprimiert werden. Ergebnisdaten aus Windkanal Simulationen können im stationären Fall üblicherweise mit einem Faktor von 5 komprimiert werden, und mit einem Faktor zwischen 7-8 im instationären Fall.

Testergebnisse für instationäre Ergebnisse im EnSight Gold Format aus einer Windkanal Simulation mit einem Auto: 6 Variablen, 43 Millionen Elemente, 31 Zeitschritte
© Fraunhofer SCAI
Testergebnisse für instationäre Ergebnisse im EnSight Gold Format aus einer Windkanal Simulation mit einem Auto: 6 Variablen, 43 Millionen Elemente, 31 Zeitschritte

Wegen der enormen Größe der Ergebnisdaten einer einzigen CFD-Simulation war der Durchsatz und die Effizienz der Tools ein wichtiges Anliegen in der Entwicklung von FEMZIP-CFD. FEMZIP-CFD Produkte basieren auf einer neu entwickelten parallelen Softwarearchitektur, welche für die heute üblichen Multi-Core Prozessoren gemacht ist und somit eine schnelle Kompression und Dekompression ermöglicht.

Durchsatz-Benchmarks für single- und multi-threaded Läufe von FEMZIP-ENSG. Messungen wurden an einer 38GB EnSight Gold Datei durchgeführt. (Dual Intel Xeon CPU 2.93GHz quad-core Prozessoren, 24 GB RAM)
© Fraunhofer SCAI
Durchsatz-Benchmarks für single- und multi-threaded Läufe von FEMZIP-ENSG. Messungen wurden an einer 38GB EnSight Gold Datei durchgeführt. (Dual Intel Xeon CPU 2.93GHz quad-core Prozessoren, 24 GB RAM)
Produkte: Unterstützte Postprozessoren:
  • FEMZIP-ENSG (EnsightGold)
  • FEMZIP-CCM (Star-CD)
  • FEMZIP-FOAM (OpenFOAM)
  • EnSight

NVH

Für Geräusch, Vibration und Rauheits (NVH) Analysen werden oftmals eine große Anzahl an Frequenzen simuliert. Die Daten einer einzigen Simulation umfassen gewöhnlich mehrere GB von Daten. Für die Zusammenarbeit zwischen Ingenieuren, die an verschiedenen Standorten sitzen, kann die Datenübertragung über Telekommunikationsnetzwerke ein Engpass im Arbeitsfluss sein. Übertragungszeiten können wesentlich durch den Einsatz von FEMZIP reduziert werden. Im Vergleich zu mehreren Stunden Übertragungszeit, können FEMZIP komprimierte NVH Ergebnisse oftmals in wenigen Minuten übertragen werden. In Folge dessen wird eine effektivere Zusammenarbeit zwischen den Ingenieuren ermöglicht. FEMZIP-N unterstützt MSC NASTRAN und RADIOSS Ergebnisse im OP2-Format.

Testergebnisse für eine Nastran OP2 Datei: Automodell mit 1428719 Knoten. Lösungs Typ 103, 51 Frequenzen
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Testergebnisse für eine Nastran OP2 Datei: Automodell mit 1428719 Knoten. Lösungs Typ 103, 51 Frequenzen
Testergebnisse für eine Nastran OP2 Datei: Automodell mit 1026074 Knoten. Lösungstyp 101, 29 Frequenzen
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Testergebnisse für eine Nastran OP2 Datei: Automodell mit 1026074 Knoten. Lösungstyp 101, 29 Frequenzen

Während sehr effiziente Kompressionsraten für Ergebnisse mit einer üblichen Anzahl von Frequenzen erzielt werden, sind weitaus höhere Kompressionsfaktoren für Ergebnisse mit hunderten von Frequenzen möglich. In einigen Fällen werden Kompressionsfaktoren von über 40 erreicht.

Produkte: Unterstützte Postprozessoren:
  • FEMZIP-N
    (NASTRAN / Radioss OP2)
  • GNS Animator
  • Beta μETA

FEMUNZIP

Für alle FEMZIP Produkte steht das entsprechende FEMUNZIP Dekompressionstool kostenfrei zur Verfügung. Komprimierte Daten müssen daher nicht dekomprimiert werden wenn diese zu Partnern gesendet werden, die über keine FEMZIP Lizenz verfügen. Da FEMZIP komprimierte Daten mit einer Vielzahl an Postprozessoren geöffnet werden können, ist die dekompression mit FEMUNZIP meist überhaupt nicht notwendig. Für alle anderen Fälle steht hier die aktuelle Version von FEMUNZIP zum Download.

Crash

 

FEMUNZIP für FEMZIP-L

FEMUNZIP für FEMZIP-P

FEMUNZIP for FEMZIP-R


CFD

 

FEMZIP-CFD noch nicht veröffentlicht.

NVH

 

FEMUNZIP für FEMZIP-N