Weiterentwicklung der GRAMOVIS-Werkzeuge zur interaktiven Anwendung von AC²-Simulationscodes

Abstract

Die computergestützte Modellierung und Simulation physikalischer Anlagen ist weiterhin zentral für das Verständnis komplexer Systemverhalten. Um der steigenden Komplexität bei Generierung, Ausführung und Analyse von Simulationen gerecht zu werden, mussten die vorhandenen Werkzeuge für Modellierung und Visualisierung im GRAMOVIS-Umfeld erneut modernisiert und erweitert werden. Im Rahmen des Projektes wurde die Weiterentwicklung der GRAMOVIS-Werkzeuge zur Nutzung der AC²-Rechencodes fortgeführt und vertieft. Dies umfasst sowohl den AC² Design Modeller (ADM) zur Eingabegenerierung als auch ATLASneo als zentrale Anwendung zur interaktiven Simulations-Steuerung und Ergebnisanalyse. GRAMOVIS bietet domänenspezifische Werkzeuge und Methoden zur grafischen Modellbildung und Ergebnisauswertung. Diese unterstützen Fachanwender bei der Durchführung von Sicherheitsanalysen - insbesondere durch interaktive Eingabewerkzeuge für thermohydraulische und regelungstechnische Systeme, durch die Ausführung von Simulationen mit AC²-Rechencodes sowie durch moderne Visualisierungsfunktionen (Zeitreihenplots, dynamische Bilder, interaktive Datenanalyse). Im aktuellen Projekt wurden die GRAMOVIS-Werkzeuge technisch und methodisch substanziell weiterentwickelt. Für ADM und die Eingabemodellierung wurden zentrale Wartungsarbeiten als auch Vorarbeiten zur möglichst umfangreichen Unterstützung von AC²-Rechencodes geleistet. Ein Schwerpunkt war dabei die Harmonisierung und Vereinheitlichung der Verarbeitung unterschiedlicher Eingabeformate, um dieselben Konzepte, internen Datenstrukturen und Verarbeitungsketten möglichst übergreifend für alle AC²-Codes nutzen zu können. Für ATLASneo wurden die Analyse- und Visualisierungsfunktionalitäten erweitert und modernisiert (u.a. neue Plot-Interaktionen, verbesserte Datensteuerung) und die Ausgabeformatunterstützung durch den Konverter x2hdf5 wurde weiter ausgebaut. Darüber hinaus wurden wesentliche Grundlagen für nachhaltige Softwarequalität geschaffen: Die Migration auf aktuelle Python- und Qt-Versionen, strukturierte Environment-Definitionen, automatisierte Paketbereitstellung sowie die vollständige, automatisierte Ausführung AutoIt-basierter GUI-Tests in GitLab-CI-Umgebungen ohne grafische Oberfläche. Erst dadurch wird die konsequente Umsetzung kurzer Releasezyklen ("release early, release often") realistisch umsetzbar und die Voraussetzung geschaffen, den regelmäßigen Austausch mit Anwendern und AC²-Teilprojekten zu gewährleisten. Computer-aided modelling and simulation of physical systems remains essential for understanding complex system behavior. In order to deal with the ever-increasing complexity in generating, executing, and analyzing simulations, the existing modelling and visualization tools in the GRAMOVIS toolchain had to be further modernized and expanded. Within this project, the ongoing enhancement of GRAMOVIS tools for the use of AC² computational codes was continued and enhanced. This includes both the AC² Design Modeller (ADM) for input generation and ATLASneo as the central application for interactive simulation control and result analysis. GRAMOVIS provides domain-specific tools and methods for graphical model construction and result evaluation. These support specialist users in performing safety analyses - in particular through interactive input tools for thermohydraulic and control systems, through the execution of simulations with AC² computational codes, and through modern visualization capabilities (time-series plots, dynamic images, interactive data analysis). In the present project, the GRAMOVIS tools were further developed on a substantial technical and methodological level. For ADM and input modelling, key maintenance work was carried out, as well as preparatory work towards broad support of AC² computational codes. A major focus was the harmonization and unification of processing for different input formats, in order to reuse the same concepts, internal data structures, and processing chains as comprehensively as possible for all AC² codes. For ATLASneo, analysis and visualization functionality were extended and modernized (including new plot interactions and improved data control), and output format support through the x2hdf5 converter was further expanded. In addition, essential foundations for sustainable software quality were established: migration to current Python and Qt versions, structured environment definitions, automated package builds, as well as fully automated execution of AutoIt-based GUI tests in GitLab-CI environments without a graphical user interface. Only then the consistent implementation of short release cycles ("release early, release often") become realistically feasible, what establishes the necessary preconditions for regular exchange with users and AC² sub-projects.