原子力数値解析学 序論 数値解析とは 方程式の数学的に解いて解を得ない。 数値を代入して計算し、解であるかどうかを判定する。 例 数学的解法 x 2 − 2x + 1 = 0 (x −1)2 = 0 x =1 数値解法 y = x 2 − 2x + 1 x = 0, y = 1 ≠ 0 x = 0.2, y = 0.64 ≠ 0 x = 0.4, y = 0.36 ≠ 0 x = 0.6, y = 0.16 ≠ 0 x = 0.8, y = 0.04 ≠ 0 x = 1.0, y = 0 x = 1.2, y = 0.04 ≠ 0 1 数値解析のどの部分に関わるか 問題の設定(方程式) モデル化 離散化(代数方程式の作成) プログラム作成 計算 計算結果の評価 汎用コードの利用 2 問題(解析対象) System 問題の単純化 Simplified system 仮定 Assumptions 方程式・モデル Equations, Models 検証 Verification 解法 Scheme 計算機・プログラム (Tool) Compiler (Fortran, C) 結果 Result 評価 Evaluation 3 フローチャート Flow chart Input 体系(メッシュ分割) 物性値 SolidWorks Mesh generator ライブラリ Library 初期条件・境界条件 計算 Calculation 収束判定 結果の出力 Output 4 解析Toolの準備 TSUBAME2.5 Windows PC ・TSUBAME2.5で計算 ファイル転送ソフト (例 WinSCP) 通信ソフト (例TeraTerm) X端末 (例 Xming, Astec-X) ・PCのWindows上で計算 利用申請 東工大Portal TSUBAME2.5利用ポータル Linux PC ・TSUBAME2.5で計算 ファイル転送 Ftp 通信 あり X端末 あり ・PCのLinux上で計算 (Windows上にLinuxインストール可) Fortranコンパイラ(高価、Freeあり) Cコンパイラー(Free) 5 Windows PCだけで計算する場合 Fortran, C, Basicのコンパイラーをインストールする。 z市販コンパイラー Compaq Visual Fortran zフリー・コンパイラー Force、g95、グラフィックスgnuplot Fortran 95 compiler g95 Please open G95manual, page 4. The command is: >wget -0 - http://ftp.g95.org/g95-x86-linux.tgz | tar xvfz -ln -s $PWD/g95-install/bin/i686-pc-linux-gnu-g95 /usr/bin/g95 あるいは http://www.g95.org/downloads.shtml 6 TSUBAME2.5に接続して Windows PCで計算する場合 TSUBAME2に利用申請する。 下記のソフトウェアをインストールする。 z通信ソフト TeraTerm zファイル転送ソフト WinSCP z鍵ペア作成ツール puttygen.exe zX端末 Astec-X、Xming 7 TeraTerm zダウンロード http://www.forest.impress.co.jp/lib/inet/servernt/remote/utf8teraterm.html z設定→SSH鍵生成→ポータルよりupload zX端末の設定 ssh転送 「リモートの(X)アプリケーションを ローカルのXサーバーに表示する」をチェック z接続 TCP/IP ホスト:login-t2.g.gsic.titech.ac.jp または ユーザー[email protected] ユーザーID、パスワード(学内) SSH鍵(学外)入力 X端末 z市販ソフト Astec-X (推奨) zFreeware Xming http://www.astec-x.com/ http://www.itmedia.co.jp/enterprise/articles/0708/16/news008.html http://www.straightrunning.com/XmingNotes/ 8 WinSCP (ファイル転送) ダウンロード http://winscp.net/eng/docs/after_installation?v=502&lang=en/ 1. リモートホスト登録 ・WinSCPを起動したら「新規」ボタンをクリック。 ・「ホスト名」「ユーザ名」および「秘密鍵」(PuTTY用秘密鍵)を指定する。 ・「ポート番号」は 22 です。 ・「プロトコル」はSCP, SFTPどちらでもよい。 2. ログイン ・左メニューの「保存したセッション」にて使用するセッション名をダブルクリックする。 ・パスフレーズを聞かれるので入力しログインする。 9 鍵ペア作成ツールputtygen.exe zダウンロード http://www.chiark.greenend.org.uk/~sgtatham/putty/download.html z「PuTTY」のツール。WinSCPでも使用する鍵作成ツール。 鍵ペア作成 puttygen.exe で鍵ペアを作成する。TeraTermで利用する場合は秘密鍵は変換処理が必要である。 ・puttygen.exeを起動 ・下の「Parameters」で作成したい鍵の種類(SSH1 RSA・SSH2 RSA・SSH2 DSA)をチェック ・「Generate」ボタン押下。 ・マウスを動かす(マウスポインタの位置が乱数の基数となるため) ・鍵作成が完了したらパスフレーズを入力 ・「Save public key」,「Save private key」ボタンをそれぞれ押下し鍵ファイル名を指定して保存 (公開鍵名は ~.pub とすると分かりやすい。秘密鍵には自動的に ~.ppk となる) ・「Public key for pasting into OpenSSH authorized_keys file」に表示されている公開鍵文字列(一行の 文字列)をテキストファイルに保存(ファイル名public.txtとする) →SSH2 RSA, DSA鍵をTeraTermで使用するにはさらに作業を実施する。 2. 秘密鍵の変換 (SSH1 RSAでは必要ない) ・puttygen.exe を起動 ・「load」ボタン押下し変換したい秘密鍵を選択 ・「Conversions」の「Export OpenSSH key」選択 ・ファイル名を指定して秘密鍵を変換し保存 3. 公開鍵の設置 public.txtに保存した公開鍵の内容をリモートホストの ~/.ssh/authorized_keys へ追加する。 10 TSUBAME2.5の利用 z利用申請 (User-ID取得) ポータルより 利用者メニュー ・パスワード設定 ・SSH公開鍵アップロード 利用の手引き zPCから接続(リモートログイン) $ ssh -Y login-t2.g.gsic.titech.ac.jp -l USER-ID zコンパイル $ pgf95 sample.f $ pgccsample.c zプログラム作成 $ emac sample.f z計算実行 $ ./a.out ファイルの入出力 write(10,*) → fort.10 read(20,*) ← fort.20 zFLUENTの利用 $ fluent 11 Linux PC上の計算 zメールソフトをインストールする。 例 Ubuntu ダウンロード→CD作成 zソフトウェアをインストールする。 Terminalより >sudo apt-get install ソフトウェア名 gcc: C コンパイラー gfortran: Fortran コンパイラー emacs23: Editorソフト (Text editorでも編集可能) zコンパイルする。 Terminalより >gfortran ソースファイル名 z実行する。 >./a.out 12 Linux PC から TSUBAME2.5に接続して計算 zLinuxをインストールする。 例:UBUNTU zPCから接続(リモートログイン) $ ssh -k [email protected] -Y ここで k: 1 または 2 -Y: X-window起動後につける zPCとホストの間のファイル転送 FTPソフトのインストール(例 FileZilla) (UBUNTUソフトウェアセンターでインストール) 13
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