해양기상을 위한 파이썬 기본 라이브러리

# installation 에 필요한 dependencies를 맞춰주자
conda install -c conda-forge wrf-python
pip install xarray
conda config --add channels conda-forge
conda install -c conda-forge pynio #error

pywrf OffshoreWindPy #version error

#---------------여기는 이상하게 잘 안깔려서 따로 두었다
pip install netCDF4 PyWind FLORIS nemo pygeogrids
conda install -c conda-forge eccodes
pip install pygrib
pip install waves

유용 라이브러리

이거 저거 테스트 했을 때 python 3.10 버전이 호환성이 좋아서 3.10으로 환경을 고정했다.

conda create -n <environment_name> python=3.10
conda activate <environment_name>
conda install -c anaconda pip
conda config --set pip_interop_enabled true

# to deactivate
conda deactivate

환경은 아나콘다로 ~~

 

추후 환경이나 기본적인 툴은 따로 올릴 예정입니다이

 

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일반 자료 분석 및 시각화 / Basic data analysis & Visualization

pip install numpy scipy Pandas Matplotlib Seaborn

• numpy 배열 계산
• scipy 수학, 과학, 공학 등 고급 계산
• Pandas 테이블형 데이터
• Matplotlib 다양한 그래프 및 차트 시각화
• Seaborn Matplotlib 기반 고급 시각화 라이브러리
• 해양 자료를 배열로 → 데이터 프레임으로 → 분석하고 → 시각화 하는 과정

지리 공간 데이터 표현 및 분석 / Geospatial Data Representation & Analysis

 pip install basemap geopy GeoPandas Shapely Rasterio

• basemap 지도나 이미지 작성 mapping tool, + basemap-data-hires
• geopy 다양한 지오코딩 기능
• GeoPandas Pandas 기반 지리 공간 데이터 분석
• Shapely 벡터 지형 데이터 작업
• Rasterio 래스터 이미지 데이터 처리

시계열 데이터 분석 / Time Series

pip install datetime Pandas-ta Statsmodels

• datetime 날짜와 시간 이루어진 데이터
• Pandas-ta Pandas 기반 시간 계열 데이터 분석
• Statsmodels 시간 계열 모델링 및 분석

해상풍력 관련 필수 라이브러리  / Related to Offshore Wind Power

# installation 에 필요한 dependencies를 맞춰주자
conda install -c conda-forge wrf-python
pip install xarray
conda config --add channels conda-forge
conda install -c conda-forge pynio #error

pywrf OffshoreWindPy #version error

#-------------------여긴 이상하게 잘 안깔리는 애들
pip install netCDF4 PyWind FLORIS nemo pygeogrids
conda install -c conda-forge eccodes
pip install pygrib
pip install waves

 

Installation — wrf-python 1.3.4.1 documentation

pynio 

pygeogrids 

• netCDF4 - NetCDF 파일 다루기 위해. Xarray도 유사
• PyWind - 풍력 발전 분석 및 설계
• OffshoreWindPy - 해상풍력 발전 특화 https://github.com/NREL/WAVES
• FLORIS - 풍력 터빈 배열 최적화
• pywrf - WPS 기반의 대기 모델 라이브러리
• pygrib - GRIB 파일을 다루기 위한
• pygeogrids - 해양 격자를 다루기 위한 
• nemo - 해양 풍력 발전 시스템 시뮬레이션, openfoam 라이브러리 사용
• pywrf 를 사용하여 해상 풍력 발전에 필요한 기상 정보 계산,
  pygrib 사용, 기상 예측 정보 생산 및 해석.
  pygeogrid를 사용하여 해양 격자를 생성, 관리

GitHub - NREL/WAVES: Offshore Wind Farm Lifecycle Estimation

 

기타 추가적인 라이브러리 / Additional Library

pip install OpenFOAM PyMesh

• openFOAM 전산 유체 역학 CFD 시뮬레이션
• PyMesh 3D 메쉬 생성 및 처리

추가로 wind energy research 관련 open source codes

https://github.com/thw1021/Code4WindEnergy

GitHub - thw1021/Code4WindEnergy: Collections of open source code for wind energy research

1. IEA-15-240-RWT - IEA Wind와 협력하여 개발된 15 MW 참조 풍력 터빈 저장소입니다.
2. makani - 상업 규모의 공중 풍력 터빈 개발 프로젝트로, 노르웨이 해안에서 Makani M600의 비행 테스트로 이어졌습니다.
3. windpowerlib - 풍력 터빈 및 농장의 출력을 모델링하는 라이브러리입니다.
4. turbinesFoam - 액추에이터 라인 방법을 사용하여 OpenFOAM에서 풍력 및 해양 수력 터빈을 시뮬레이션하는 라이브러리입니다.
5. nalu-wind - 초대형 컴퓨팅 플랫폼을 목표로 하는 풍력 농장 시뮬레이션을 위한 솔버입니다.
6. openfast - 연구소, 학계 및 산업에서 사용될 수 있는 커뮤니티 모델로 개발된 프로젝트입니다.
7. amr-wind - 풍력 터빈 및 풍력 농장 시뮬레이션을 위한 대규모 병렬 블록 구조의 적응형 메시를 가진 비압축성 흐름 솔버입니다.
8. QBlade - HAWT 및 VAWT 로터 설계를 위한 실습 설계 및 시뮬레이션 기능을 제공하며, 설계 개념 및 터빈 성능의 기본 관계를 쉽게 직관적으로 보여줍니다.
9. OpenOA - 풍력 발전소에서 대규모 시계열 데이터를 처리하기 위한 프레임워크를 제공하는 라이브러리입니다(예: SCADA).
10. ROSCO - 풍력 터빈 응용 프로그램을 위한 NREL의 참조 오픈 소스 컨트롤러입니다.
11. floris - 제어 지향 엔지니어링 웨이크 모델입니다.
12. windtools - 풍력 에너지 시뮬레이션을 지원하는 유용한 도구를 제공하는 풍력 에너지 생성 도구입니다.
13. PyWake - Python으로 구현된 풍력 농장 AEP 계산기이며, 다양한 웨이크 모델을 포함하고 있습니다.
14. WISDEM - 풍력 발전 통합 시스템 설계 및 엔지니어링 모델입니다.
15. LandBOSSE - 육상 시스템 엔지니어링 모델로, 유틸리티 규모의 풍력 발전소(10대, 1.5 MW 터빈 이상) 설치와 관련된 시스템 엔지니어링 도구입니다.
16. OpenMDAO - 공기역학 시스템의 최적화 도구입니다.
17. TopFarm2 - DTU 풍력 에너지를 위해 개발된 풍력 농장 최적화를 도와주는 Python 패키지입니다.
18. BasicDTUController - 풍력 에너지 커뮤니티가 참조로 사용할 수 있는 오픈 소스, 오픈 액세스 컨트롤러를 제공하는 프로젝트입니다.
19. WindEnergyToolbox - HAWC2, HAWCStab2, FAST 또는 기타 텍스트 입력 기반 시뮬레이션 도구와 작업을 용이하게 하는 Python 스크립트 모음입니다.
20. windfarmGA - 풍력 농장의 레이아웃을 최적화하기 위한 유전자 알고리즘입니다.
21. wtphm - 풍력 터빈 이벤트 데이터 및 운영 SCADA 데이터를 처리하여 결함 탐지, 예측 또는 신뢰성 연구를 용이하게 하는 라이브러리입니다.
22. AirfoilPreppy - 주로 풍력 터빈 응용 프로그램을 위한 공기 역학적 에어포일 데이터를 전처리하고 평가하는 Python 모듈입니다.
23. GreenGuard - 풍력 에너지 생산 시스템 모니터링에서 일반적으로 발생하는 기계 학습 문제에 대한 엔드 투 엔드 솔루션 모음입니다.
24. pyconturb - 풍력 에너지 응용을 위한 제약 조건이 있는 확률적 난류 모델입니다.
25. ORBIT - 해상 풍력 발전소의 균형 시스템(터빈 외의 모든 것) 비용 및 활동 시간을 계산하는 도구입니다.
26. WindTurbineClassification - 풍력 터빈의 '정상' 작동 행동을 정의하여 신속한 이상 탐지를 위한 도구입니다.
27. ANYstructure - 자동 최적화 및 보고서 생성을 지원하는 해양 강철 구조물 계산 도구입니다.
28. windrose - 기상학자들이 특정 위치에서의 풍속 및 방향의 전형적인 분포를 간결하게 보여주는 그래픽 도구입니다.
29. SHARPy - Python에서 고비율 비행기 및 풍력 터빈 시뮬레이션을 위한 도구입니다.
30. WindSE - FEniCS 백엔드를 사용하여 풍력 농장 시뮬레이션 및 최적화를 수행하는 Python 패키지입니다.
31. WEIS - 부유형 해상 풍력 터빈의 설계를 최적화하기 위해 여러 도구를 결합한 프레임워크입니다.
32. HAMS - 3차원 부유 또는 침수 구조의 파동 회절 및 방사 분석을 위한 오픈 소스 컴퓨터 프로그램입니다.
33. brightwind - 풍력 자원 분석가를 지원하고 공통 산업 표준 도구 세트를 수립하기 위한 Python 라이브러리입니다.
34. VFS-Wind - 육상 및 해상 풍력 농장을 포함한 풍력 에너지 응용을 위한 모든 필수 모델링 도구를 포함합니다. 주의: 이 소프트웨어의 컴파일에는 ACML 라이브러리가 필요하지만 ACML은 더 이상 개발되지 않으며, 이전 버전도 다운로드할 수 없으므로 AOCL 라이브러리를 사용해야 할 수 있습니다.
35. VFS-Geophysics - 커브 좌표계를 기반으로 한 적외경계법 모델입니다. DNS, K-omega 및 LES 난류 모델을 포함합니다. 주의: 이 소프트웨어를 실행하려면 직접 makeFile을 작성해야 합니다. VFS-Geophysics는 VFS-Wind와 같은 팀에 의해 개발되었으며, 풍력 기계 공기 역학 시뮬레이션에도 사용할 수 있어야 합니다.
36. WInc3D - 풍력 농장 시뮬레이션 프레임워크를 제공하며, 웨이크-투-웨이크 및 터빈-투-웨이크 상호작용에 대한 상세 분석을 허용합니다.
37. Aerodynamic-Shape-Optimization-of-Savonius-Wind-Turbines-using-Genetic-Algorithm - 유전자 알고리즘을 사용하여 Savonius 풍력 터빈의 공기역학적 형상 최적화하는 프로젝트입니다.
38. ExaWind - 풍력 에너지를 위한 다중 충실도 모델링 및 시뮬레이션 환경입니다. 주의: 논문에 관련된 코드가 많으므로 직접 확인해야 합니다.
39. WindFLO - 풍력 농장 레이아웃 최적화 대회를 위한 API입니다.
40. WindFLO - 풍력 농장 레이아웃 최적화. 주의: 이 소프트웨어와 이전 소프트웨어의 관계는 명확하지 않으므로 직접 확인해야 합니다.
41. WRF-IBM - 침적 경계 방법을 사용한 기상 연구 및 예측 모델입니다.
42. CCBlade.jl - 프로펠러 및 터빈을 위한 날개 요소 모멘텀 방법입니다.
43. HydroFlow-IBM: HydroFlow 수치 모델은 비구조적 격자 및 2차 TVD 형식의 유한 체적 방법으로 구축되며, 주로 자연 수역과 환경의 상호작용을 연구하는 자유 표면 흐름의 물리적 문제 수치 시뮬레이션에 사용됩니다.

 

 겁나 많지만 많이 써서 중요한 것 위주로 형광펜을 해두었다 !! (물론 난 아직 모름)