XDMF — CAE用語解説

XDMF（eXtensible Data Model and Format）はデータのメタ情報をXMLで記述して、実際の大容量数値データをHDF5バイナリファイルに格納するという組み合わせのフォーマットだ。例えば「ノード座標はhdf5ファイルのCoordinatesデータセットにある」という情報をXMLに書いて、HDF5には純粋な数値だけを置く。

HDF5単体でも使えるが、メッシュのトポロジー情報（要素の種類、節点番号の接続）や物理量の属性（スカラーかベクトルか、何番節点のデータか）をHDF5だけで表現しようとすると、読み書きの規約をユーザーが独自に決める必要がある。XDMFはその構造を標準化したフォーマットで、ParaViewやVisItがネイティブ対応している。

まさに大規模並列計算との相性が良い理由で使われる。数百プロセッサで計算した結果は各プロセッサが別々のHDF5ファイルに書き込み、それらをまとめるXDMFのマスターファイルが並列データの全体像を記述する。ParaViewはこのマルチファイル構成を透過的に読み込んで一体として可視化できる。

VTKはメッシュデータと解析結果を単一のファイルにまとめる形式で、中小規模の解析や後処理に使いやすい。XDMFはメッシュと数値データを分離して非常に大きなデータを効率的に扱うのに向いている。数十億節点を超えるような大規模シミュレーションの標準はXDMF/HDF5がデファクトになりつつある。

FEniCS、DOLFIN、OpenFOAM（一部機能）、Nek5000などの研究・オープンソースソルバーがXDMFをサポートしている。学術・研究コミュニティに広まっていて、高性能計算（HPC）環境でのデータ管理標準として定着している。