Framework

Sim4Life는 강력한 과학적 스크립트 언어인 Python을 통합하여 다양한 타사 라이브러리에 접근할 수 있도록 지원합니다. Sim4Life의 Python application programming interface(API)는 기하학적 모델링, 시뮬레이션 설정, 후처리(postprocessing)와 같은 작업을 매개변수화하고 자동화할 수 있게 하며, 맞춤형 도구나 독립 실행형 애플리케이션 개발도 가능하게 합니다.

주요 기능

• 모든 레벨(모델링, grid, 시뮬레이션, post-processing 등)의 모든 Sim4Life 기능에 대한 스크립팅 접근 가능
• SciPy, NumPy, pandas와 같은 강력한 라이브러리를 포함한 Enthought Python 패키지 제공
• GUI를 실행하지 않고도 전체 Sim4Life API를 프로그래밍 방식으로 활용 가능
• 자동화, 배치 처리, 매개변수화에 최적화된 완전한 스크립트 인터페이스 제공
• GUI 내에서 시각적 지원을 포함한 내장 스크립트 편집기 제공
• 여러 파일을 동시에 선택하고 열 수 있는 향상된 탭 기반 스크립트 편집기
• Visual Studio Code를 통한 Sim4Life 스크립트 작성, 실행, 디버깅 지원
• 자동 API 조회 기능을 갖춘 Python API 브라우저 제공
• 사용자 맞춤화 무제한 지원 (사용자 정의 도구 라이브러리 제작 및 개인 맞춤 Sim4Life 환경 구축)
• 배치 시뮬레이션, 매개변수화, 최적화 작업 실행 지원
• 다양한 매개변수와 결과 데이터 자동 추출 기능 제공

Sim4Life는 복잡하고 사실적인 모델 조사를 지원하는 고성능 컴퓨팅(HPC, High Performance Computing) 기능을 제공합니다. 모델링, 메시(mesh), 복셀링(voxeling) 및 후처리(postprocessing)를 위한 멀티 스레드 실행(Multi-threaded execution)을 통해 워크플로우를 중단하지 않고도 까다로운 작업을 병렬 처리(parallel processing)할 수 있습니다. 완전히 통합된 중앙 집중식 태스크 관리자(task manager)인 ARES는 로컬 머신(local machine) 또는 클라우드(cloud)에서 모든 계산 집약적(computationally intensive) 작업을 효율적으로 관리합니다. 또한 EM-FDTD 가속화를 위해 두 가지 CUDA 기반 라이브러리(CUDA-based libraries)가 제공됩니다: Acceleware, ZMT CUDA

HPC

• EM-FDTD용 Acceleware 라이브러리
• EM-FDTD, ACOUSTICS, THERMAL용ZMT CUDA 라이브러리
• 얇은 시트(thin sheets), 분산 매질(dispersive media), 손실 금속(lossy metals) 지원 (Acceleware)
• Subgrid (local refinement) 지원 추가 옵션 (Acceleware)
• 멀티 GPU 지원
• 개선된 OpenMP 병렬화(parallelization)
• 서버/워크스테이션(Servers/Workstations), 단일 또는 다중 GPU 시스템 지원
• Electromagnetic Quasi-Static (EM-QS) solver용 MPI 엔진

ARES(데스크톱)

• 완전히 통합된 중앙 집중식 태스크 관리자(centralized task manager)
• 원격 컴퓨팅(remote computing)과 HPC를 포함한 모든 기능이 Sim4Life 및 Python 프레임워크에 완전히 통합됨
• 계산 집약적 작업(예: meshing, simulation, postprocessing)의 병렬 처리(parallel processing)
• sim4life.web(예: AWS), localhost, GPU 서버, MPI, p2p 등을 통한 원격 실행(remote execution)
• 모델링, 메싱, 복셀링, 후처리에 대한 고도로 멀티스레드된 실행(heavily multi-threaded execution)
• 대기열 관리(queuing control), 통계(statistics)
• Sim4Life GUI를 통한 솔버 제어(solver control)
• 지능형 작업 제출(intelligent job submission)

Sim4Life의 후처리(Postprocessing)는 고급 시각화(advanced visualization) 및 분석(analysis) 기능을 통해 복잡한 시뮬레이션 결과, 측정 데이터(measurement data), 영상 데이터(imaging data)에 대한 포괄적인 통찰(insight)을 제공합니다. 의료기술 시뮬레이션(medtech simulations)을 위한 특수 뷰어(specialized viewers; 예: 볼륨 렌더링(volume rendering), 유선(streamlines), 최대 강도 투영(maximum intensity projection), 임의 3D 구조의 표면 필드(surface fields))와 반복 작업(recurring tasks; 예: 리샘플링(resampling), 필터링(filtering), 함수 평가(functional evaluation))을 수행하는 계산기(calculator)가 포함되어 있으며, 이는 비정형(unstructured) 및 정형(structured) 필드 데이터 모두에서 사용 가능합니다.

주요 기능

• Novel Visualization Toolkit (VTK)-기반 파이프라인 아키텍처(pipeline architecture), 온디맨드(on-demand) 기반 데이터/작업 흐름(template pipelines) 지원
• 비정형(unstructured) 및 정형(regular) 필드 데이터 지원
• 다양한 처리 알고리즘(processing algorithms; 예: 필터링(filtering), 평가(evaluation) 등)
• GPU 기반 볼륨 렌더링(volume rendering on GPU), 스트림라인(streamlines), 최대 강도 투영(maximum intensity projection), 임의 3D 구조에서의 보간(interpolation), 표면 필드 렌더링(surface field rendering) 등
• 리샘플링(resampling), 필터링(filtering), 평가(evaluation), 크로핑(cropping) 등의 계산기(calculator) 및 처리 알고리즘
• SiBC의 손실을 포함한 전력 균형(power balance) 계산
• FDTD 시뮬레이션의 출력 파일의 디스크 공간 절감을 위한 3D 필드 데이터 압축 기능
• 2D XY 플롯, 극좌표 플롯(polar plot), 스미스 차트(Smith chart), 애니메이션(animation) 지원
• 방사 패턴(radiation pattern): 모델 내 3D, 2D XY/극좌표
• EM 필드 데이터: 평균 전력(Avg P), 자기장(B), 전속밀도(D), 전기장(E), 자기장 강도(H), 전류 밀도(J), 포인팅 벡터(S), 에너지(Energy) 등
• 방사선 및 원거리 데이터: 효율(efficiency), TIS, TRP, 레이더 단면적(Radar Cross-Section)
• SAR/흡수: 평균 1g/10g/임의 질량(IEEE 1529), 분포(distribution), dP/dV
• 다중 포트(full multi-port) S-파라미터 추출
• 고체/재료 선택적(solid/material selective) 추출 및 처리
• 사용자 친화적(user-friendly) 선형 필드(line field) 추출 도구
• 통계 처리(statistics processing), 시각화(visualization), 표(table)로의 결과 추출
• Slice Field Viewer에서 모델을 절단(slice)하여 선택된 모델 파트의 단면 시각화 생성
• 전위차(potential difference)에 의해 구동되는 저주파(low-frequency) 시뮬레이션을 위한 총 전류 플럭스(total current flux) 정규화 옵션
• 3D 뷰어(3D viewers): 2D 평면 슬라이스(planar slice), 표면 오버레이(conformal/Yee overlay), 벡터/화살표 표시, ISO 표면(ISO surfaces) 등
• 새로운 3D 벡터 및 스트림라인 뷰어
• 다중 결과(multiple results)의 결합/비교 및 시각화
• 모델/복셀(voxel)/결과의 오버레이 시각화
• Python 스크립팅 완전 지원 → 모든 후처리(postprocessing) 기능에 접근 가능
• 시간(time domain) 및 주파수 영역(frequency domain) 데이터 처리
• 타사(third-party) 에디터로의 데이터 내보내기(export)
• 뷰어(viewer)에서 이미지 데이터로 내보내기(export)
• 추출된 결과의 자동 캐시 저장/불러오기(cache save/load)