Implementierung einer Schnittstelle zur automatisierten Auslagerung und Verarbeitung von Datensätzen in das HDF5-Datenformat im Rahmen des kollaborativen, multidisziplinären Triebwerksentwurfs

Abstract

Der Vorentwurf von Triebwerken und Gasturbinen ist ein hoch iterativer und multidisziplinärer Prozess. Am Institut fur Antriebstechnik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt wird als unterstützendes Programmsystem das Software-Framework GTlab entwickelt. Es setzt auf eine hoch modulare und integrative Softwarearchitektur mit einem zentralen Datenmodell, das ein Triebwerk komplett parametrisch abbilden kann. Bei der gegenwärtigen Umsetzung des zentralen Datenmanagementsystems bleiben alle Datensätze eines geöffneten Projekts aktiv im Arbeitsspeicher. Mit der steigenden Ausdetaillierung im Entwurfsprozess erhöht sich das Datenaufkommen um ein Vielfaches, wodurch ein potentieller Performance-Verlust in der weiteren Datenverarbeitung entsteht. Die vorliegende Arbeit stellt ein neues System vor, welches konzeptioniert und innerhalb von GTlab integriert wurde, um große Datensätze in das Datenformat HDF5 effizient auszulagern. Die Datensätze werden dabei intelligent referenziert und bei Bedarf automatisch eingeladen. Fur die Implementierung dieses Systems ist vorerst ein dedizierter Wrapper um die HDF5-Programmbibliothek erstellt worden, der die zentralen Funktionalitäten kapselt und an die GTlab-spezifischen Anwendungsfälle anpasst. Anschließend wurde eine Klassenstruktur in das Datenmodell von GTlab implementiert, welche die Auslagerung von Datensätzen in das HDF5-Datenformat ermöglicht. Abschließend ist das System einem Benchmark unterzogen und dem nativen System gegenubergestellt worden. Im Vergleich ließen sich dabei deutliche Performance-Steigerungen erzielen, welche die Grundlage fur zukünftige hoch-detaillierte Triebwerksentwürfe bilden.