An Integrated Numerical Analysis Framework for Engineering Education in e-Science Environment

e-사이언스 환경에서 공학 교육을 위한 통합 수치 해석 프레임워크

The analytical experiments for fluid dynamics lead a sequence of complex scientific computations composing of numerical equations and require enormous computing resources with appropriate management tools. Currently most studies on e-Science environment for numerical studies focus on solving specific problems to drag out the best performance of matters and have less interest in providing a common framework to apply for diverse numerical domains in engineering education, especially for fluid dynamics. This paper presents an integrated e-Science experiment tool which could be easily applicable to solve various numerical analyses in fluid dynamics. As a proof-of-concept, an integrated e-Science framework with three numerical analyses has been designed and implemented over UNICORE that runs over grid computing environment.

유동 수치 해석 분야의 실험들은 복잡한 수학 방정식의 계산 과정으로 이루어져 있고, 이러한 실험을 수행할 수 있는 거대한 계산 자원과 그 자원을 효율적으로 관리할 수 있는 환경을 요구한다. 현재 수치해석을 위한 특정 목적의 실험을 수행할 수 있는 e-사이언스 환경에 대한 연구는 많이 진행되고 있으나 다양한 공학 교육 분야의 유동 해석을 위한 통합 수치해석 연구 프레임워크를 개발한 사례는 거의 없는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 그리드 자원을 효율적으로 이용할 수 있는 UNICORE를 기반으로 다양한 유동 해석을 위한 기본 프레임워크를 설계하고, 이에 대한 프로토타입으로 세 가지 유동 응용들에 대한 수치해석 연구를 통합 환경에서 수행할 수 있는 e-사이언스 프레임워크를 개발하였다.