Evoker: a scalable web-GUI visualizer and mesh generator

Abstract

Computational fluid dynamics (CFD) is a branch of fluid mechanics that uses numerical analysis and data structure to analyze and solve problems that involve fluid dynamics. The computations rely on a mesh that discretizes the physical domain. These are used by the CFD solver to construct control volumes and to do simulations. Meshing is computer-intensive and meshing tools are not easy to use, being a lot of them interactive shells without GUI. The accuracy of the numerical solution depends on the quality of the computational mesh. In this regard, this FMP presents Evoker, a platform as a Service (PaaS) solution, that will allow to do 3D scientific visualizations and to generate and refine complex 3D meshes from point cloud in a web-based zero-installation client-server architecture. Evoker is designed to make good use of the compute nodes of the system leveraging High-Performance Computing (HPC) techniques. Evoker is launched as a customizable, cloud, meshing tool GUI adaptable to specific fluid-related scientific fields. Concretely, in this work Evoker demonstrates its versatility when used in waste water tanks, providing a friendly user interface and capable of leveraging underlying computational resources.

La dinámica de fluidos computacional (CFD) es una rama de la mecánica de fluidos que utiliza el análisis numérico y la estructura de datos para analizar y resolver problemas relacionados con la dinámica de fluidos. Los cálculos se basan en una malla que discretiza el dominio físico. El solver CFD las utiliza para construir volúmenes de control y realizar simulaciones. El mallado es un proceso informático intensivo y las herramientas de mallado no son fáciles de usar, ya que muchas de ellas son carcasas interactivas sin GUI. La precisión de la solución numérica depende de la calidad de la malla computacional. En este sentido, este PMF presenta Evoker, una solución de plataforma como servicio (PaaS), que permitirá realizar visualizaciones científicas en 3D y generar y refinar mallas 3D complejas a partir de nubes de puntos en una arquitectura cliente-servidor basada en la web y sin instalación. Evoker está diseñado para hacer un buen uso de los nodos de computación del sistema aprovechando las técnicas de computación de alto rendimiento (HPC). Evoker se lanza como una herramienta de mallado personalizable, en la nube, GUI adaptable a campos científicos específicos relacionados con los fluidos. Concretamente, en este trabajo Evoker demuestra su versatilidad cuando se utiliza en depósitos de aguas residuales, proporcionando una interfaz de usuario amigable y capaz de aprovechar los recursos computacionales subyacentes.

La dinàmica de fluids computacional (CFD) és una branca de la mecànica de fluids que utilitza l'anàlisi numèrica i l'estructura de dades per a analitzar i resoldre problemes relacionats amb la dinàmica de fluids. Els càlculs es basen en una malla que discretiza el domini físic. El solver CFD les utilitza per a construir volums de control i realitzar simulacions. L'emmallat és un procés informàtic intensiu i les eines d'emmallat no són fàcils d'usar, ja que moltes d'elles són carcasses interactives sense GUI. La precisió de la solució numèrica depèn de la qualitat de la malla computacional. En aquest sentit, aquest PMF presenta Evoker, una solució de plataforma com a servei (PaaS), que permetrà realitzar visualitzacions científiques en 3D i generar i refinar malles 3D complexes a partir de núvols de punts en una arquitectura client-servidor basada en la web i sense instal·lació. Evoker està dissenyat per a fer un bon ús dels nodes de computació del sistema aprofitant les tècniques de computació d'alt rendiment (HPC). Evoker es llança com una eina d'emmallat personalitzable, en el núvol, GUI adaptable a camps científics específics relacionats amb els fluids. Concretament, en aquest treball Evoker demostra la seva versatilitat quan s'utilitza en dipòsits d'aigües residuals, proporcionant una interfície d'usuari amigable i capaç d'aprofitar els recursos computacionals subjacents.