GerrisをUbuntuにインストール

この記事は流体解析のオープンソースソフトウェアであるGerrisを，Ubuntuにソースからインストールした際の手順を備忘録としてまとめたものです．

Gerrisとは？

GerrisはStéphane Popinetによって開発されたオープンソースの流体解析コードであり，先進的な機能の開発はBasiliskというコードに引き継がれています．Gerrisに関する情報はWikiのページでほぼ網羅的に入手できます．

インストールの種類

各種プラットフォームにインストールすることができます．

• Linuxの場合，Ubuntu/Debian，Open SUSE，Fedra，CentOS用にバイナリが用意されています．
• Macの場合，brewでインストールできます．
• Windowsの場合，cygwin上でソースからコンパイルできたという情報があります．
• どのようなプラットフォームでもソースからビルドできます．
• 開発者向け(ソースを拡張する人)には，darcsを使うことが推奨されています．darcsはgitのようにソースコードのバージョン管理ができます．

インストールするもの

Gerrisでプリ・ポストを含めた流体解析を行うためには以下の3つをインストールする必要があります．

• Gerris Flow Solver本体
• GTS(GNU Triangulated Surface)，形状データを扱うために必要
• GfsView，可視化画像・動画を出力するために必要

darcsを用いたバージョン管理

今回はUbuntu 20.04にインストールを行います．はじめに，Wikiを参照してdarcsをインストールします．

$ sudo apt-get install darcs

darcsがインストールできたら，darcsを用いてGerrisのlatest stable versionのソースを持ってきます．

$ darcs get http://gerris.dalembert.upmc.fr/darcs/gerris-stable

同様にdarcsでGTS(GNU Triangulated Surface)のソースを持ってきます．

$ darcs get http://gerris.dalembert.upmc.fr/darcs/gts-stable

同様にdarcsでGfsView(可視化用ユーティリティ)のソースを持ってきます．

$ darcs get http://gerris.dalembert.upmc.fr/darcs/gfsview-stable

Gerris本体，GTS，GfsViewをインストールするためにはautomake(バージョン1.6以上)が必要であり，無ければ以下のようにインストールします．

$ sudo apt-get install automake libtool libtool-bin

今回，libtool --versionでlibtoolが見つからなかったので，以下のようにlibtool-binをインストールした．

$ sudo apt-get install libtool-bin

GTSのインストール

glib development packageをインストールします．

$ sudo apt-get install libglib2.0-dev

依存パッケージをインストールしておきます．

$ sudo apt-get install libglib2.0-dev libnetpbm10-dev m4 libproj-dev \
libgsl0-dev libnetcdf-dev libode-dev libfftw3-dev libhypre-dev \ 
libgtkglext1-dev libstartup-notification0-dev ffmpeg

さらに，以下のようにOpenMPIのライブラリをインストールします(今回は必要なし，インストール済み)．

$ sudo apt-get install libopenmpi-dev

autogen.shスクリプトでconfigureスクリプトを生成し，makeでインストールします．

$ cd gts-stable
$ sh autogen.sh
$ make
$ sudo make install

prefixを指定しない場合は/usr/local以下にライブラリがインストールされます．新しくイントールされたライブリをシステムに認識させる必要があります．いま，/etc/ld.so.confの中身は以下のようになっています．

$ cat /etc/ld.so.conf
include /etc/ld.so.conf.d/*.conf

自分の環境では，/etc/ld.so.conf.d/libc.confの中に/usr/local/libが見つかりましたので，何も追記する必要はありません(/usr/local/libが見つからないようだったら適当な.confを作成して追記する)．

$ cat /etc/ld.so.conf.d/libc.conf
# libc default configuration
/usr/local/lib

ldconfigを実行します．

$ sudo /sbin/ldconfig

HOMEディレクトリ以下などにライブラリをインストールした場合は，適当なパス(PATH, LD_LIBRARY_PATH)を設定してあげます．

Gerris本体のインストール

Gerrisは並列計算が可能なのでOpenMPIをインストールしておきます(今回は必要なし，インストール済み)

$ sudo apt-get install openmpi-bin libopenmpi-dev

autogen.shスクリプトでconfigureスクリプトを生成し，makeでインストールします．

$ cd ../gerris-stable
$ sh autogen.sh
$ make
$ sudo make install

make中に以下のようなエラーが出てコンパイルできませんでした．

gerris.c:38:10: fatal error: version.h: そのようなファイルやディレクトリはありません
   38 | #include "version.h"
      |          ^~~~~~~~~~~
compilation terminated.

version.hにはソフトウェアのバージョンが記載されているのですが，darcsで持ってきたソースコードにはこのファイルが含まれていないようでした．仕方ないので，source tarballを持ってきてコンパイルすることにします．

$ wget http://gerris.dalembert.upmc.fr/gerris/gerris-snapshot.tar.gz
$ tar zxvf gerris-snapshot.tar.gz
$ mv gerris-snapshot-131206 gerris

ソースを無事に持って来れたら，configureしてmakeします．

$ ./configure
$ make

またmakeの途中で以下のようなエラーを出力して止まってしまいました．

init.c:416:5: error: call to 'MPI_Errhandler_set' declared with attribute error: MPI_Errhandler_set was removed in MPI-3.0.  Use MPI_Comm_set_errhandler instead.
  416 |     MPI_Errhandler_set (MPI_COMM_WORLD, MPI_ERRORS_ARE_FATAL);

MPI関連のエラーで，新しいエラーハンドラーに変えてくださいね，ということなので該当ソースを修正します．

    else
      MPI_Init (argc, argv);
//      MPI_Errhandler_set (MPI_COMM_WORLD, MPI_ERRORS_ARE_FATAL);
      MPI_Comm_set_errhandler (MPI_COMM_WORLD, MPI_ERRORS_ARE_FATAL);
  }

修正したら，makeしてインストールします．

$ make
$ sudo make install
$ sudo /sbin/ldconfig

無事にインストールできたら，以下のようにバージョンを確認してみます．

$ gerris2D -V 
gerris: using 2D libgfs version 1.3.2 (131206-155120)
  compiled with flags: 
  MPI:          yes
  pkg-config:   yes
  m4:           yes
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This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

GfsViewのインストール

依存パッケージライブラリをインストールします．

$ sudo apt-get install libgtk2.0-dev libgtkglext1-dev libstartup-notification0-dev libftgl-dev

バッチ処理でGUIビューワーを介さずに可視化動画の作成を行うためにOSMesaをインストールします．

$  sudo apt-get install libosmesa6-dev

configure，makeでインストールします．

$ cd ../gfsview-stable
$ sh autogen.sh
$ make
$ sudo make install

以上でGTS，Gerris本体，GfsViewのインストールは完了です．

まとめ

Gerris Flow Solverの本体と，形状データを扱うためのGTS，及び可視化用のGfsViewをUbuntuにインストールできました．無事にインストールできましたら，Gerris Tutorialに従って使い方を学びましょう．