Jak začít s PyFluentem?

Jak začít s PyFluentem?

Když přemýšlíte o komerčním inženýrském simulačním softwaru, obvykle se vám vybaví software, který znáte, a všechny v něm podporované pracovní postupy. Tyto pracovní postupy si můžete představit jako recepty na řešení vašich technických problémů, které pro vás navrhl váš vybraný dodavatel softwaru.

Možná si však budete chtít vytvořit své vlastní postupy, které budou řešit vaše jedinečné technické problémy, aniž byste byli omezeni softwarem. Možná budete chtít vytvořit automatizované pracovní postupy, které bez problémů využívají další specializované knihovny třetích stran, nebo si vytvořit své vlastní uživatelské rozhraní.

To je důvod, proč Ansys poskytuje přímý přístup k základním složkám těchto postupů pomocí aplikačního programovacího rozhraní (API), což vývojovému ekosystému umožňuje vytvářet specializovaná řešení pomocí programovacího jazyka Python, a zároveň využívat funkce Ansys jako jádro svých skriptů. PyFluent je pro vás, ať už jste vývojář s nápadem, nebo zavedená společnost, která chce přizpůsobit a automatizovat své simulační postupy, aby se zkrátila doba vývoje a následné uvedení na trh. 

Proč PyFluent?

Python + Fluent = PyFluent

Python je nejoblíbenější programovací jazyk na světě a ekosystém Pythonu obsahuje velké množství knihoven s otevřeným zdrojovým kódem, které mohou vývojáři volně používat k vytváření nových řešení. Kódová knihovna PyAnsys otevírá nové možnosti tím, že umožňuje vývojářům integrovat simulace založené na systému Ansys do jejich projektů založených na jazyce Python.

Jeden ze způsobů, jak se na simulaci dívat, je následující: Simulace přináší poznatky, aniž by bylo nutné provádět úlohy v reálném světě, které by jinak tytéž poznatky přinesly. Parametry lze testovat, aniž by bylo nutné postavit drahý prototyp. Vlastnosti nového návrhu – ať už tepelné, elektrické, fluidní nebo jakékoli jiné – lze zkoumat, aniž by bylo nutné vytvářet skutečné teploty, tlaky, proudy nebo průtoky. Můžeme získat poznatky, které by jinak vyplynuly ze zkušeností, aniž bychom je museli skutečně vytvořit – což je obzvláště cenné, když získání těchto poznatků může trvat řadu let nebo zahrnovat zničení prototypů za mnoho korun.

Jediné reálné úkoly, které je třeba ve světě umožněném simulací provádět, jsou manuální úkony spojené s konfigurací, spuštěním a sdílením výsledků samotných simulací. Ale díky PyAnsys a dalším řešením Ansys, která propojují digitální svět, se i toto mění.

Jak přidat PyFluent do Fluentu?

PyFluent není součástí instalace Fluentu, ale pokud jste dostatečně obeznámeni s Pythonem, můžete k PyFluentu přistupovat stejným způsobem jako ke všem ostatním Pythonovským knihovnám na GitHubu.

Aby se minimalizovaly závislosti v základním balíčku (aby byl maximálně přenositelný), je PyFluent API rozdělena do tří různých balíčků:

• ansys-fluent-core: poskytuje přístup k funkcím tvorby sítě, řešiči a následnému zpracování.
• ansys-fluent-parametric: poskytuje přístup k parametrickému workflow.
• ansys-fluent-visualization: poskytuje možnosti následného zpracování výsledků za pomocí knihoven Matplotlib a PyVista.

Jak nainstalovat PyFluent?

Po instalaci podporované distribuce Pythonu je prvním krokem vytvoření a aktivace místního virtuálního prostředí:

python -m venv pyenv # Nastavení prostředí virtudt  

pyenv\scripts\activate  # Aktivace virtuálního prostředí ve Windows 

source pyenv/bin/activate.csh  # Aktivace virtuálního prostředí v Linuxu (csh) 

. pyenv/bin/activate # Aktivace virtuálního prostředí v Linuxu (bash)

V tomto okamžiku můžete nainstalovat kterýkoli ze tří balíčků API PyFluent pomocí standardního postupu PIP:

pip install ansys-fluent-core 

pip install ansys-fluent-parametric 

pip install ansys-fluent-visualization

Jak používat PyFluent?

Jakmile je vaše prostředí nakonfigurováno a balíčky PyFluent API nainstalovány, můžete vytvářet skripty v jazyce Python pomocí rozhraní Fluent API stejným způsobem, jakým byste používali jakoukoli jinou knihovnu jazyka Python, například NumPy, TensorFlow nebo Pandas. Modul knihovny PyFluent je open source, takže můžete rozdělit repozitář, stavět na něm, distribuovat vlastní aplikace nebo dokonce sdílet kód se společností Ansys.

Funkce Fluentu můžete také používat v Jupyter notebook - open-source webové aplikaci pro vytváření a sdílení dokumentů, které obsahují živý kód Pythonu, rovnice, text a vizualizace.

Co potřebuji k používání PyFluent?

Používání interaktivního ovládání Fluentu pomocí PyFluent vyžaduje legálně licencovanou místní kopii ANSYS Fluent. PyFluent je licencován pod licencí MIT. PyFluent si nečiní žádné komerční nároky na Ansys. Tato knihovna rozšiřuje funkčnost softwaru Ansys Fluent přidáním rozhraní jazyka Python do softwaru Fluent, aniž by se změnilo základní chování nebo licence původního softwaru. 

Výhody v reálném světě

Jiné společnosti již používají PyFluent k automatizaci opakovaných, složitých simulací, například těch, které mohou být použity k trénování systému strojového učení (ML) nebo umělé inteligence (AI). Trénink takových systémů může vyžadovat tisíce simulací a správa provádění a analýzy těchto simulací se stává podstatně jednodušší, pokud lze jejich provádění řídit programově prostřednictvím skriptu jazyka Python. Ještě jiné společnosti zavádějí PyFluent, aby pomohly zajistit, že opakované simulace budou prováděny naprosto stejným způsobem, a snížily tak možnost lidské chyby vzniklé nedokonalým opakováním složité úlohy, jejíž novost se již vyčerpala.

Možnost organizovat procesy pomocí jazyka Python také vytváří pro inženýry příležitosti k přehodnocení způsobu provádění činností. Například rozdělením složitého pracovního postupu na úlohy, které lze spouštět paralelně s využitím samostatných zdrojů, může skript v jazyce Python výrazně zkrátit čas potřebný k dokončení pracovního postupu. Činnosti, které dříve mohly vyžadovat průběžnou koordinaci a předávání informací mezi týmem zabývajícím se konstrukcemi, týmem zabývajícím se tekutinami a týmem zabývajícím se tepelnou technikou - přičemž každý z nich tradičně prováděl simulace postupně na různých nástrojích - lze nyní zachytit ve skriptu, který lze použít ve spojení s dalšími řešeními v propojeném digitálním vlákně a poskytnout tak informace, které všechny týmy potřebují.

Koncovým uživatelům i vývojářům otevírá dostupnost balíčků PyFluent a možnost začlenit simulace Ansys do širšího ekosystému činností nové dveře. Mnoho organizací dnes používá PyFluent k automatizaci stávajících procesů, což dává smysl, protože jde o procesy, které jsou známé a je třeba je provádět specifickým způsobem. PyFluent však také vytváří příležitosti pro integraci simulačního zásobníku Ansys do pracovních postupů, které možná nikdy předtím nebyly vyzkoušeny. PyFluent je další technologií společnosti Ansys, která umožňuje propojené inovace a v konečném důsledku digitální transformaci.