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Nachhaltige numerische Parameterstudien mit dem Snakemake-Workflow NTRFlows

Research output: Chapter in book/report/conference proceedingConference contributionResearchpeer review

Authors

  • Malte Nyhuis
  • Jörg Reinhart Seume

Details

Original languageGerman
Title of host publicationDeutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2022
EditorsHartmut Fricke
Publication statusPublished - 25 Aug 2023
EventDeutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2022 - Dresden, Germany
Duration: 27 Sept 202229 Sept 2022
https://dlrk2022.dglr.de/

Abstract

The process of every numerical simulation includes work steps in pre-processing, processing and post-processing. Command line applications, scripting languages and function libraries are used to carry out simulations, evaluate results and display them. Each of these work steps is complex. This means that each work step can be carried out in a variety of ways and in each work step there is a large number of interactions between programs that users cannot control without a system. Due to the collective dynamics of all work steps, deviations from simulation results that are difficult to interpret can arise in repeated tests. However, reproducibility is a fundamental requirement for scientific work. Only reproducible studies can serve as an efficient basis for subsequent work steps, for the secure application of the simulation results and for subsequent projects and are a necessary condition for cost-effective research. The "NTRFlows" workflow for parametric studies in numerics uses the "snakemake" workflow environment to ensure reproducibility, transparency and adaptability. The open-source developed NTRFlows is suitable as a blueprint for modern work processes for simulating highly complex flow phenomena.

Cite this

Nachhaltige numerische Parameterstudien mit dem Snakemake-Workflow NTRFlows. / Nyhuis, Malte; Seume, Jörg Reinhart.
Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2022. ed. / Hartmut Fricke. 2023. 570465.

Research output: Chapter in book/report/conference proceedingConference contributionResearchpeer review

Nyhuis, M & Seume, JR 2023, Nachhaltige numerische Parameterstudien mit dem Snakemake-Workflow NTRFlows. in H Fricke (ed.), Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2022., 570465, Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2022, Dresden, Germany, 27 Sept 2022. https://doi.org/10.25967/570465
Nyhuis, M., & Seume, J. R. (2023). Nachhaltige numerische Parameterstudien mit dem Snakemake-Workflow NTRFlows. In H. Fricke (Ed.), Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2022 Article 570465 https://doi.org/10.25967/570465
Nyhuis M, Seume JR. Nachhaltige numerische Parameterstudien mit dem Snakemake-Workflow NTRFlows. In Fricke H, editor, Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2022. 2023. 570465 doi: 10.25967/570465
Nyhuis, Malte ; Seume, Jörg Reinhart. / Nachhaltige numerische Parameterstudien mit dem Snakemake-Workflow NTRFlows. Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2022. editor / Hartmut Fricke. 2023.
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@inproceedings{4e3da36b43474f93b5ff6106edfa40b8,
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abstract = "Der Ablauf einer jeden numerischen Simulation beinhaltet Arbeitsschritte im Pre-Processing, Processing und Post-Processing. Es werden Befehlszeilenanwendungen, Scriptsprachen und Funktionsbibliotheken angewendet, um Simulationen durchzuf{\"u}hren, Ergebnisse auszuwerten und diese darzustellen. Jeder dieser Arbeitsschritte ist komplex. Das hei{\ss}t, dass jeder Arbeitsschritt in vielf{\"a}ltiger Weise durchgef{\"u}hrt werden kann und in jedem Arbeitsschritt eine gro{\ss}e Anzahl an Interaktionen zwischen Programmen vorliegt, die Anwender_innen nicht ohne eine Systematik kontrollieren k{\"o}nnen. Durch die kollektive Dynamik aller Arbeitsschritte k{\"o}nnen schwer interpretierbare Abweichungen von Simulationsergebnissen in Wiederholungsversuchen entstehen. Reproduzierbarkeit ist aber eine grunds{\"a}tzliche Anforderung an wissenschaftliche Arbeiten. Nur reproduzierbare Studien k{\"o}nnen als effiziente Grundlage f{\"u}r nachfolgende Arbeitsschritte, f{\"u}r die gesicherte Anwendung der Simulationsergebnisse und f{\"u}r nachfolgende Projekte dienen und sind eine notwendige Bedingung f{\"u}r kosteng{\"u}nstige Forschungs. Der Workflow {"}NTRFlows{"} f{\"u}r Parameterstudien in der Numerik verwendet die Workflow-Umgebung {"}snakemake{"}, um Reproduzierbarkeit, Transparenz und Adaptierbarkeit zu gew{\"a}hrleisten. Das quelloffen entwickelte NTRFlows eignet sich als Blaupause f{\"u}r moderne Arbeitsprozesse zur Simulation hochkomplexer Str{\"o}mungsph{\"a}nomene.",
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doi = "10.25967/570465",
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booktitle = "Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2022",
note = "Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2022, DLRK 2022 ; Conference date: 27-09-2022 Through 29-09-2022",
url = "https://dlrk2022.dglr.de/",

}

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TY - GEN

T1 - Nachhaltige numerische Parameterstudien mit dem Snakemake-Workflow NTRFlows

AU - Nyhuis, Malte

AU - Seume, Jörg Reinhart

PY - 2023/8/25

Y1 - 2023/8/25

N2 - Der Ablauf einer jeden numerischen Simulation beinhaltet Arbeitsschritte im Pre-Processing, Processing und Post-Processing. Es werden Befehlszeilenanwendungen, Scriptsprachen und Funktionsbibliotheken angewendet, um Simulationen durchzuführen, Ergebnisse auszuwerten und diese darzustellen. Jeder dieser Arbeitsschritte ist komplex. Das heißt, dass jeder Arbeitsschritt in vielfältiger Weise durchgeführt werden kann und in jedem Arbeitsschritt eine große Anzahl an Interaktionen zwischen Programmen vorliegt, die Anwender_innen nicht ohne eine Systematik kontrollieren können. Durch die kollektive Dynamik aller Arbeitsschritte können schwer interpretierbare Abweichungen von Simulationsergebnissen in Wiederholungsversuchen entstehen. Reproduzierbarkeit ist aber eine grundsätzliche Anforderung an wissenschaftliche Arbeiten. Nur reproduzierbare Studien können als effiziente Grundlage für nachfolgende Arbeitsschritte, für die gesicherte Anwendung der Simulationsergebnisse und für nachfolgende Projekte dienen und sind eine notwendige Bedingung für kostengünstige Forschungs. Der Workflow "NTRFlows" für Parameterstudien in der Numerik verwendet die Workflow-Umgebung "snakemake", um Reproduzierbarkeit, Transparenz und Adaptierbarkeit zu gewährleisten. Das quelloffen entwickelte NTRFlows eignet sich als Blaupause für moderne Arbeitsprozesse zur Simulation hochkomplexer Strömungsphänomene.

AB - Der Ablauf einer jeden numerischen Simulation beinhaltet Arbeitsschritte im Pre-Processing, Processing und Post-Processing. Es werden Befehlszeilenanwendungen, Scriptsprachen und Funktionsbibliotheken angewendet, um Simulationen durchzuführen, Ergebnisse auszuwerten und diese darzustellen. Jeder dieser Arbeitsschritte ist komplex. Das heißt, dass jeder Arbeitsschritt in vielfältiger Weise durchgeführt werden kann und in jedem Arbeitsschritt eine große Anzahl an Interaktionen zwischen Programmen vorliegt, die Anwender_innen nicht ohne eine Systematik kontrollieren können. Durch die kollektive Dynamik aller Arbeitsschritte können schwer interpretierbare Abweichungen von Simulationsergebnissen in Wiederholungsversuchen entstehen. Reproduzierbarkeit ist aber eine grundsätzliche Anforderung an wissenschaftliche Arbeiten. Nur reproduzierbare Studien können als effiziente Grundlage für nachfolgende Arbeitsschritte, für die gesicherte Anwendung der Simulationsergebnisse und für nachfolgende Projekte dienen und sind eine notwendige Bedingung für kostengünstige Forschungs. Der Workflow "NTRFlows" für Parameterstudien in der Numerik verwendet die Workflow-Umgebung "snakemake", um Reproduzierbarkeit, Transparenz und Adaptierbarkeit zu gewährleisten. Das quelloffen entwickelte NTRFlows eignet sich als Blaupause für moderne Arbeitsprozesse zur Simulation hochkomplexer Strömungsphänomene.

U2 - 10.25967/570465

DO - 10.25967/570465

M3 - Aufsatz in Konferenzband

BT - Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2022

A2 - Fricke, Hartmut

T2 - Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2022

Y2 - 27 September 2022 through 29 September 2022

ER -