Biblioteca de simulación avanzada

Vídeo de flujo multicomponente

Criocirugía asistida por computadora

Simulación de un dispositivo microfluídico para separar mezclas de proteínas

Procedimiento de recubrimiento mediante el método de deposición física de vapor (PVD)

Neurocirugía guiada por imágenes, simulación de deformación cerebral

Aerodinámica de una locomotora en un túnel

Advanced Simulation Library ( ASL ) es una plataforma de simulación multifísica acelerada por hardware, libre y de código abierto . Permite a los usuarios escribir solucionadores numéricos personalizados en C++ e implementarlos en una variedad de arquitecturas masivamente paralelas , que van desde FPGAs, DSPs y GPUs económicos ^[1] hasta clústeres heterogéneos y supercomputadoras. Su motor computacional interno está escrito en OpenCL y utiliza técnicas de solución sin matriz. ASL implementa una variedad de métodos numéricos modernos, entre ellos, el método de conjunto de niveles , el método de Boltzmann en red y el método de límite inmerso . El método de límite inmerso sin malla permite a los usuarios pasar directamente del CAD a la simulación, lo que reduce los esfuerzos de preprocesamiento y la cantidad de errores potenciales. ASL se puede utilizar para modelar varios fenómenos físicos y químicos acoplados, especialmente en el campo de la dinámica de fluidos computacional . Se distribuye bajo la Licencia Pública General Affero de GNU gratuita con una licencia comercial opcional (que se basa en la Licencia MIT permisiva ).

Historia

La biblioteca de simulación avanzada está siendo desarrollada por Avtech Scientific, una empresa israelí. Su código fuente fue publicado para la comunidad el 14 de mayo de 2015, y poco después sus miembros lo empaquetaron para las secciones científicas de las principales distribuciones de Linux . ^{[2] [3] [4] [5] [6] [7]} Posteriormente, Khronos Group reconoció la importancia de ASL y lo incluyó en su sitio web entre los recursos basados ​​en OpenCL. ^[8]

Áreas de aplicación

• Dinámica de fluidos computacional
• Cirugía asistida por ordenador
• Detección virtual
• Validación y conciliación de datos de procesos industriales
• Optimización del diseño multidisciplinario
• Diseño de exploración espacial
• Ingeniería asistida por computadora
• Cristalografía
• Microfluídica

Ventajas y desventajas

Ventajas

• API de C++ ^[9] (no se requieren conocimientos de OpenCL)
• El enfoque de límites inmersos y sin malla permite a los usuarios pasar directamente del CAD a los cálculos, lo que reduce el esfuerzo de preprocesamiento.
• La compilación dinámica permite una capa adicional de optimización en tiempo de ejecución (es decir, para un conjunto de parámetros específicos con los que se proporcionó la aplicación)
• Aceleración automática de hardware y paralelización de aplicaciones
• Implementación del mismo programa en una variedad de arquitecturas paralelas: GPU, APU, FPGA, DSP, CPU multinúcleo
• Capacidad para manejar límites complejos
• Capacidad de incorporar interacciones microscópicas
• Disponibilidad del código fuente

Desventajas

• Ausencia de documentación detallada (además de la Guía del desarrollador generada a partir de los comentarios del código fuente)
• No todos los controladores OpenCL son lo suficientemente maduros para la biblioteca ^[10]

Características

ASL proporciona una gama de funciones para resolver numerosos problemas, desde flujos de fluidos complejos que involucran reacciones químicas, turbulencia y transferencia de calor, hasta mecánica de sólidos y elasticidad. ^[11]

• Interfaz: VTK / ParaView , MATLAB (exportación).
  • formatos de archivo de importación: .stl .vtp .vtk .vti .mnc .dcm
  • Formatos de archivo de exportación: .vti .mat
• Geometría:
  • Geometría flexible y compleja utilizando una cuadrícula rectangular simple
  • Enfoque de límite sumergido sin malla
  • Generación y manipulación de primitivas geométricas.
• Fenómenos implementados:
  • Procesos de transporte
    • Procesos de transporte multicomponente
    • flujo de fluido compresible e incompresible
  • Reacciones químicas
    • reacciones de electrodos
  • Elasticidad
    • elasticidad isotrópica homogénea
    • poroelasticidad isotrópica homogénea
  • Seguimiento de interfaz
    • evolución de una interfaz
    • evolución de una interfaz con cinética cristalográfica

Usos

• ACTIVO - Tecnologías de restricciones activas para entornos mal definidos o volátiles (Proyecto europeo FP7) ^{[12] [13] [14]}

Referencias

1. "ASL - ecosistema de software en expansión para el mercado de DSP/FPGA/GPU" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 25 de agosto de 2017 . Consultado el 27 de septiembre de 2015 .
2. "ASL - ASL ingresa a las distribuciones de Linux a un ritmo récord". asl.org.il .
3. "Biblioteca de simulación avanzada". Servicio de compilación de openSUSE .
4. "Debian -- Detalles del paquete libasl0 en sid". packages.debian.org .
5. "asl « sci-libs - proj/sci.git - Superposición científica de Gentoo". cgit.gentoo.org .
6. "ASL para Fedora". Archivado desde el original el 8 de diciembre de 2015 . Consultado el 30 de noviembre de 2015 .
7. "Arch Linux - Búsqueda de paquetes". archlinux.org .
8. "OpenCL - El estándar abierto para la programación paralela de sistemas heterogéneos". The Khronos Group . 21 de julio de 2013. Archivado desde el original el 8 de octubre de 2021 . Consultado el 8 de octubre de 2021 .
9. "ASL: locomotora.cc". asl.org.il .
10. "Implementación · Wiki de AvtechScientific/ASL". GitHub . 25 de julio de 2022.
11. Scientific, Avtech (3 de septiembre de 2015). "Biblioteca de simulación avanzada: expansión del ecosistema de software para el mercado de DSP/FPGA/GPU" – vía hgpu.org. {{cite journal}}: Requiere citar revista |journal=( ayuda )
12. "Resultados - Cambio cerebral intraoperatorio | El Proyecto Activo". www.active-fp7.eu .
13. "El lenguaje de señas ayuda a los neurocirujanos y a los robots, calcula la deformación cerebral en tiempo real - Technology OrgTechnology Org". 14 de septiembre de 2015.
14. "El software ASL ayuda a los neurocirujanos y a los robots". interestingengineering.com . 28 de noviembre de 2016.