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Enabling VU Assessments A Design for a V&V and UQ Discovery Process (SAND20116677) Patrick Knupp and Angel Urbina NEAMS VU Crosscut Sandia National Laboratories SAND20116934C Sandia National Laboratories is a multiprogram laboratory managed and operated by Sandia Corporation, a wholly owned subsidiary of Lockheed Martin Corporation, for the U.S. Department of Energy's National Nuclear Security Administration under contract DEAC0494AL85000.

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Enabling  VU  Assessments    A  Design  for  a  V&V  and  UQ  Discovery  Process  (SAND2011-­‐6677)  

Patrick  Knupp  and  Angel  Urbina  NEAMS  VU  Crosscut  

Sandia  National  Laboratories  SAND2011-­‐6934C  

 Sandia  National  Laboratories  is  a  multi-­‐program  laboratory  managed  and  operated  by  Sandia  

Corporation,  a  wholly  owned  subsidiary  of  Lockheed  Martin  Corporation,  for  the  U.S.  Department  of  Energy's  National  Nuclear  Security  Administration  under  contract  DE-­‐AC04-­‐94AL85000.  

Motivating  Issues  

NEAMS  VU  Crosscut  How  can  the  Predictive  Capability  Maturity  Model  (PCMM)  be  implemented  as  part  of  the  assessment  process  within  large  projects?    NEAMS  Waste  IPSC        How  do  we  integrate  modern  VU  methodology  into  large  simulation  projects?            Neither  of  these  questions  has  been  adequately  answered!          

Conten

t  

Increasing  completeness  and  rigor  

Decreasing  risk  

SAND2007-­‐5948  

Predictive  Capability  Maturity  Model    for  Computational  Modeling  and  Simulation  

PCMM  Input  

PCMM  Purpose  

•  PCMM  helps  identify  the  current  state  of  predictive  capability  for  the  intended  application.  

•  PCMM  is  a  tool  for  measuring  and  communicating  progress  in  predictive  capability.  

•  It  is  a  tool  for  managing  risk  in  the  use  of  modeling  and  simulation.  

 

Input  to  PCMM  assessments:          descriptions  of  project  practices  &  results,  organized  by    

•  VU  Element  and  sub-­‐Element,    

•  levels  of  fidelity,    

•  model,    

•  code.  

To  perform  PCMM  assessments,  the  input  must  be    

well-­‐organized,    

accessible,  and    

understandable.  

Motivating  Issues  

NEAMS  VU  Crosscut  How  can  the  Predictive  Capability  Maturity  Model  (PCMM)  be  implemented  as  part  of  the  assessment  process  within  large  projects?    NEAMS  Waste  IPSC        How  do  we  integrate  modern  VU  methodology  into  large  simulation  projects?                Oberkampf  &  Roy  (Verification  &  Validation  in  Scientific  Computing,  2010)    “…  our  experience  and  the  experience  of  others  has  convinced  us  that  while  technical  issues  and  computing  resources  are  important,  they  are  not  the  limiting  factor  in  improving  the  credibility  and  usefulness  of  scientific  computing  used  in  a  decision-­‐making  environment.”      

Requirements  in  the  Literature  for  State-­‐0f-­‐the  Art  VU  Processes    

Discovery  Planning,  Sequencing,  Terminology,  Context,  Initiation,  Consonance,  Concurrent,  Practical,  Transferable,  Deliberate,  Multiple-­‐Use,  Transparency,  Records,  VU  Requirements,  Traceability    

Accumulation  Rightness,  Well-­‐defined,  Control  Human  Error,  Reproducible,  Reusable,  Flexible,  Justified,  Interpret-­‐ability    

Assessment  Status,  Interim  assessment,  accuracy,  gaps  &  weaknesses,  balance,  economical,  usable,  completion      

Discovery  Requirements:              Planning.    The  system  of  processes  must  assist  in  the  planning  of  VU  work  and  establish  the  basis  for                                                              assessment.              Terminology.      The  system  must  use  clear  terminology  in  order  to  provide  a  common  language  and                                                                    understanding.                Context.    The  system  must  provide  context  to  define  and  manage  relationships  between                                                  components,  data,  people,  and  goals.    

From  the  list  of  requirements,      Planning,  Sequencing,  Terminology,  Context,  Initiation,  Consonance,  Concurrent,  Practical,    Transfer-­‐able,  Deliberate,  Multiple-­‐Use,  Transparency,  Records,  VU  Requirements,  Traceability,  Rightness,  Well-­‐defined,  Control  Human  Error,  Reproducible,  Reusable,  Flexible,  Justified,  Interpret-­‐ability  Status,  Interim  Assessment,  Accuracy,  Gaps  &  Weaknesses,  Balance,  Economical,  Usable,  Completion    one  can  deduce  that  current  VU  processes  are  susceptible  to:                            -­‐  poor  planning,                          -­‐  use  of  overloaded  or  ambiguous  terminology,                          -­‐  failure  to  set  proper  contexts,                          -­‐  failure  to  use  best  practices,                          -­‐  lack  of  transparency,                          -­‐  lack  of  interpret-­‐ability,                            -­‐  lack  of  proper  documentation,                          -­‐  unintentional  omissions  (human  error),                          -­‐  being  unbalanced  or  incomplete,                          -­‐  wasteful  allocation  of  resources,                          -­‐  collecting  the  wrong  evidence,  and                            -­‐  superficial  assessments              

VU  Processes:      Current        

Premise  of  this  Work  

Integration  of  modern  VU  into  large  projects  requires  a  re-­‐organization  in  the  way  we  plan,  accumulate,  assess,  and  disseminate  the  work.    Integration  of  state-­‐of-­‐the-­‐art  VU  processes  is  potentially  a  better  approach  to  building  confidence.    (We  do  not  expect  to  fully  accomplish  this  long-­‐term  re-­‐organization  within  NEAMS,    but  we  do  expect  to  add  value  through  increased  transparency.)    But  what  are  state-­‐of-­‐the-­‐art  VU  processes?  •  Define  them,  •  Apply  them,  and  •  Improve  them.      Definition  starts  with  Requirements  for  modern  VU  processes.    We  divide  the  processes  into  three  parts:  •  Discovery  (planning  and  integration)                                            First  •  Accumulation  (obtaining  the  evidence)                                    •  Assessment  (interim  feedback)                                                                Together    (FY11  focused  on  defining  the  Discovery  processes,  using  Waste  as  the  example.)    

What  is  to  be  Discovered?    

We  seek  to  Discover:    A  useful  and  specific  VU-­‐oriented  contextual  framework  that  accurately  reflects  the  logical  structure  of  VU  within  the  project  in  its  current  and  future  states.      The  framework  consists  of  hierarchically  arranged  entities  of  VU  significance.    These  entities  contain  place-­‐holders  for  ‘VU  data’    which  describes  the  ultimate  organization  of  VU  within  the  project  and  the  content  there-­‐in.    During  Discovery,  the  hierarchy  and  place-­‐holders  are  identified.    During  Accumulation,  place-­‐holders  are  filled  with  VU  data.    During  Assessment,  VU  data  is  used  to  provide  timely  feedback,  status  reports,  and  high-­‐level  information  to  decision  makers.          

One  begins  with  •   a  given  project,    •  a  pre-­‐defined  abstract  hierarchy    Pre-­‐defined  hierarchies  and  place-­‐holders  orient  VU  planning  along  the  lines  established  by  the  VU  community.        0.  Determine  the  ISC    1.  The  entities  within  the  abstract  hierarchy  are  particularized  to  the  given  project.    2.  Particularized  hierarchy  reviewed  by  the  team  for  accuracy,    completeness,  and  logical  consistency.    3.  The  placeholders  for  VU  data  within  each  entity  are  particularized.    4.  Placeholders  are  reviewed  by  the  team  for  accuracy,  completeness,  and  logical  consistency.    5.  The  hierarchy,  place-­‐holders,  and  VU  data  are  entered  into  a  web-­‐based  Discovery  &  Assessment  tool                        Observations:  •  The  Discovery  Team  needs  objectivity  and  should  not  consist  solely  of  modelers  &  developers  •  No  judgments  as  the  to  quality  of  the  work  are  made  during  discovery  •  Hierarchy  may  be  updated  later  if  project  plans  change          

The  Discovery  Process    

Integrated  Simulation  Capabilities  (ISC’s)  

Self-­‐contained,  complex  systems  of  simulation  codes  that  work  together    (the  ‘finished’  product,  as  envisioned)  

0.  The  Abstract  Hierarchy    

The  abstract  hierarchy  describes  a  conceptual  ISC  from  the  perspective  of  VU.    The  hierarchy  is  composed  of  three  nested  sub-­‐hierarchies:  1.  One  ISC  hierarchy,  containing  2.  Multiple  Landmark  Simulation  Capability  (LSC  )  hierarchies,  each  containing  3.  A  VU  hierarchy  

                                                                                                                                                                                                     The  ISC  Hierarchy    ISC  Hierarchy  is  a  Development  Sequence  (lower  level  LSC’s  in  hierarchy  become  higher  level  LSC’s)    Incorporates      “validation  hierarchy”  concept  

 

Legend

Not Implemented

Implemented    

   

Ver.  A  

SIMULATION CAPABILITY:

Coupling    

Ver.  A  

SIMULATION CAPABILITY:

C  (Chemical)    

Ver.  B  

SIMULATION CAPABILITY:

C  (Chemical)    

Ver.  C  

SIMULATION CAPABILITY:

C  (Chemical)    

Ver.  A  

A   SIMULATION CAPABILITY:

THC  (Thermal,  Hydraulic,  Chemical)    

Ver.  A  

SIMULATION CAPABILITY:

M  (Mechanical)    

Ver.  B  

SIMULATION CAPABILITY:

M  (Mechanical)    

Ver.  A  

SIMULATION CAPABILITY:

THCM  (Thermal,  Hydraulic,  Chemical,  Mechanical)    

Ver.  B  

SIMULATION CAPABILITY:

THCM  (Thermal,  Hydraulic,  Chemical,  Mechanical)    

Ver.  A  

A  SIMULATION CAPABILITY:

TH  (Thermal,  Hydraulic)    

Comparison:  ISC  and  Validation  Hierarchies  

Similarities:    •  Both  hierarchies  tend  to  include  more  complex  physics  as  one  moves  up  the  hierarchy,    •  Both  hierarchies  tend  to  model  more  complex  systems  as  one  move  up  the  hierarchy.    Differences:    •  Validation  hierarchy  is  a  hierarchy  of  experiments;                                                                                        ISC  is  a  hierarchy  of  simulation  capabilities,    •  ISC  hierarchy  can  incorporate  other  VU  objectives  aside  from  Validation,  

•  There  may  not  be  a  one-­‐to-­‐one  relation  between  experiments  in  the  validation  hierarchy  and  simulation  capabilities  in  the  ISC,  but  every  experiment  will  appear  somewhere  in  the  ISC  in  conjunction  with  a  simulation  capability  

 Summary:    •  The  ISC  hierarchy  is  a  broader  concept  that  intentionally  incorporates  the  validation  hierarchy,    •  Information  about  the  experiments  in  validation  hierarchy  become  VU  data  in  ISC  hierarchy.      

Abstract  Landmark  Simulation  Capability  Hierarchy  

 VU  Objectives  

Seven  pre-­‐defined  VU  Objectives:    1.  VE:            Validation  to  Experiment,  2.  CD:          Performing  Simulations  to  Create  Data,  3.  CLM:    Performing  Simulations  to  Create  Local  Models,  4.  CGM:  Performing  Simulations  to  Create  Simplified  Global  Models,  5.  EU:          Performing  Simulations  for  End-­‐Use  Analysis,  6.  VS:            Verification  of  Software,  7.  RF:            Research  Fitness  of  Imported  or  Pre-­‐existing  Capabilities  

The  Abstract  VU  Hierarchy  

 VU  Simulation  Ensembles  

1.  Calibrations  2.  Verification  Tests  3.  Numerical  Model  Sensitivity  Studies  4.  Making  the  End-­‐Use  Predictions  5.  Physical  Parameter  Sensitivity  Studies  6.  Simulations  that  Feed  into  MMD  7.  Simulations  that  Create  Surrogate  Models  8.  Other  

 Traversing  the  Hierarchy  to  Obtain  Context  

Example:    This  input  data  à  that  output  data  à  a  particular  simulation  ensemble  à  which  pertains  to  a  particular  VU  element  à    which  appears  in  an  element  chain  related  to  a  particular  VU  objective  à  which  pertains  to  a  particular  landmark  simulation  capability  having  à    a  known  global  math  model  which  is  à  Implemented  in  a  particular  software  version.    

1.  Particularization  of  the  Hierarchies    

 Development  of  the  hierarchies  is  done  by  •  Reading  project  documents,  •  Interviewing  project  members,  •  Use  of  online  web  tool    

Start  with  the  big  picture  (the  ISC  hierarchy).        

Discovery  could  take  1-­‐2  months      (depending  on  complexity  of  project  and  availability  of  required  information.)      

Particularized  Integrated  Simulation  Capability  Hierarchy  for  Waste  IPSC  

The  Landmark  Glass-­‐Brine  Chemical  Equilibrium  Capability  

Particularized  VU  Hierarchy  for  Glass  Brine  LSC  

VE  

MMD   CV   Val  

RP/EQ36  

Code-­‐to-­‐Code   S  vs.  pH   Narrative  

&  Claim  Verify    I/O  

2.  Review  the  Hierarchy  

with  modelers  &  developers  for  accuracy  &  completeness.  

 3.  Particularizing  the  Placeholders  Each  VU  entity  within  the  hierarchy  contains  placeholders  for  VU  data.    Pre-­‐defined  Placeholders  for  Data  (required  to  define  hierarchy)  •  Entity  name  •  Entity  version  •  Entity  date  •  Pointer  to  parent  entity  •  Number  of  child  entities  •  Pointers  to  child  entities  •  Pointer  to  corresponding  item  in  central  repository      Example  Supplementary  Placeholders  (vary  with  entity  type)  •  Simulation  Ensemble  points  to  computer  platform  that  executed  the  simulations  •  VU  objective  points  to  related  local  math  model  •  CV  pre-­‐simulation  entity  points  to  EQ3/6  code  and  documentation  •  Validation  element  points  to  the  experimental  data  •  VU  Elements  point  to  PCMM-­‐based  Questions  

 VU  Elements  contain  pointers  to  PCMM-­‐based  Questions  &  Answers  

PCMM  asks  many  due-­‐diligence  questions.  The  particularized  hierarchy  allows  these  questions  to  be  asked  within  a  clear  context.    Example.      Math  Model  Development  Element  (within  the  context  of  VE,  Glass-­‐Brine)    1.  What  is  the  physical  phenomenon?  2.  What  is  the  global  math  model?  3.  What  is  the  science  basis  for  this  model?  4.  What  are  the  limits  of  applicability  of  this  model?  5.  Is  this  model  appropriate  for  the  intended  use?  6.  What  are  the  local  math  models  for  glass-­‐brine  dissolution?  7.  Are  the  local  models  non-­‐phenomenological?  8.  Describe  the  local  models.  9.  Why  was  the  Rimstedt  model  chosen?  10.  Have  the  local  models  been  assessed  for  accuracy?  11.  Were  the  models  calibrated?    

 

 During  Accumulation….  

Example.      Math  Model  Development  Element  (within  the  context  of  VE,  Glass-­‐Brine)    1.  What  is  the  physical  phenomenon?    Ans.    Chemical  Equilibrium  for  glass-­‐brine  solub  2.  What  is  the  global  math  model?    Ans.      Gibb’s  Free  Energy    (see  ref.)  3.  What  is  the  science  basis  for  this  model?    Ans.      It  is  well  established  (see  ref.)  4.  What  are  the  limits  of  applicability  of  this  model?    Ans.    Null  5.  Is  this  model  appropriate  for  the  intended  use?    Ans.    Null  6.  What  are  the  local  math  models  for  glass-­‐brine  dissolution?    Ans.    Seven  species  for  SiO2,  etc.    7.  Are  the  local  models  non-­‐phenomenological?      Ans.  Yes,  because  they  are  curve  fits  to  data.  8.  Where  is  the  data?      Ans.    In  papers  (ref.  1,  ref.  2)  9.  Describe  the  local  math  models.      Ans.    Null  10.  Why  was  the  Rimstedt  model  chosen?    Ans.      Null  11.  Have  the  local  models  been  assessed  for  accuracy?    Ans.  Yes  (need  a  ref.)  12.  Were  the  models  calibrated?      Ans.    Yes,  see  papers.  13.  Where  are  the  curve  fits?    Ans.    In  the  Yucca  Mtn.  Database    

 

4.  Placeholder  Review    

Placeholders  reviewed  for  accuracy,  completeness,  and  logical  consistency.    Creates  a  contract  between  the  people  who  will  fill  the  place-­‐holders  with  VU  data  and  the  people  who  will  manage  the  VU  data  within  the  central  repository.    Discovery  Process  ends  here.          We  are  ready  to  accumulate  VU  data  (=evidence)  in  an  organized  fashion,  as  well  as  perform  interim  assessments  using  the  data.  

The  Discovery  Process  Addresses  the  Requirements    

Discovery  Planning,  Sequencing,  Terminology,  Context,  Initiation,  Consonance,  Concurrent,  Practical,  Transferable,  Deliberate,  Multiple-­‐Use,  Transparency,  Records,  VU  Requirements,  Traceability    

 Planning.      If  discovery  occurs  early  within  the  project,  the  process  defines  the  hierarchy  and  placeholders,  which  is  a  form  of  planning.    Terminology.    The  hierarchies  (both  abstract  and  particular)  standardize  the  VU  terminology  on  the  project.    Context.      Hierarchies  are  very  effective  in  providing  context.      Initiation.      The  Discovery  process  may  be  initiated  at  any  time  during  the  project  (the  sooner  the  better)  since  it  describes  the  end-­‐result,  not  only  what  exists  at  the  moment.        Consonance.      The  hierarchy  incorporates  PCMM  elements,  sub-­‐Elements,  and  questions.    Transparency.        Mutually  agreed-­‐upon  Evidence  presentable  to  a  wide  audience.                                                                Web-­‐based  Views  of  Project  that  many  can  access.    

5.  A  Web-­‐Based  Discovery  and  Assessment  Tool  

Automatic  Hierarchy  Drawing  Tool  (front-­‐end)  with  Database  (back-­‐end)    Uses:  •  Online  customization  of  the  Pre-­‐defined  Hierarchy  and  Place-­‐holders,    •  Efficient  engagement  of  the  Modelers  and  Developers,    •  Standardize  terminology,  provide  context,  •  Provide  Transparency,  Status,  •  Facilitate  Dialogue,  •  Upload  data  to  fill  place-­‐holders,    •  View  Assessments,  and  •  Communicate  with  managers,  stakeholders  

Landmark  Glass-­‐Brine  Chemical  Equilibrium  Simulation  Capability  Hierarchy  

G  

Glass-­‐Brine    Chem  Eq  LSC  

G-­‐B  Solub  Driver  

Cantera    VCS  Solver  

GMM:    Gibbs’  FE  

 GMM  Data:          Yucca  TD  

VU  Objective:                              VE  

MMD   CVER   SVER   UQ   MMV  

CVER  Sim  Ens  

SVER  Sim  Ens  

MMV  Sim  Ens  

G-­‐B  Solub  

EQ3/6   Design:            C-­‐C  

Verify  I/O   Analysis:  S  vs.  pH  

Narrative  

Sim-­‐1   Sim-­‐2   Sim-­‐N  

Landmark  Glass-­‐Brine  Chemical  Equilibrium  Simulation  Capability  Hierarchy  

G  

Glass-­‐Brine    Chem  Eq  LSC  

G-­‐B  Solub  Driver  

Cantera    VCS  Solver  

GMM:    Gibbs’  FE  

 GMM  Data:          Yucca  TD  

VU  Objective:                              VE  

MMD   CVER   SVER   UQ   MMV  

CVER  Sim  Ens  

SVER  Sim  Ens  

MMV  Sim  Ens  

G-­‐B  Solub  

EQ3/6   Design:            C-­‐C  

Verify  I/O   Analysis:  S  vs.  pH  

Narrative  

Sim-­‐1   Sim-­‐2   Sim-­‐N  

Glass-­‐brine  solub:    SiO2  (aq),    SiO2  (am),    Na+,  Cl-­‐,  OH6-­‐,  H+,  HSiO3

-­‐  

Landmark  Glass-­‐Brine  Chemical  Equilibrium  Simulation  Capability  Hierarchy  

G  

Glass-­‐Brine    Chem  Eq  LSC  

G-­‐B  Solub  Driver  

Cantera    VCS  Solver  

GMM:    Gibbs’  FE  

 GMM  Data:          Yucca  TD  

VU  Objective:                              VE  

MMD   CVER   SVER   UQ   MMV  

CVER  Sim  Ens  

SVER  Sim  Ens  

MMV  Sim  Ens  

G-­‐B  Solub  

EQ3/6   Design:            C-­‐C  

Verify  I/O   Analysis:  S  vs.  pH  

Narrative  

Sim-­‐1   Sim-­‐2   Sim-­‐N  

Landmark  Glass-­‐Brine  Chemical  Equilibrium  Simulation  Capability  Hierarchy  

G  

Glass-­‐Brine    Chem  Eq  LSC  

G-­‐B  Solub  Driver  

Cantera    VCS  Solver  

GMM:    Gibbs’  FE  

 GMM  Data:          Yucca  TD  

VU  Objective:                              VE  

MMD   CVER   SVER   UQ   MMV  

CVER  Sim  Ens  

SVER  Sim  Ens  

MMV  Sim  Ens  

G-­‐B  Solub  

EQ3/6   Design:            C-­‐C  

Verify  I/O   Analysis:  S  vs.  pH  

Narrative  

Sim-­‐1   Sim-­‐2   Sim-­‐N  

G-­‐B  Solub  Driver,  version  3.2.1    VCS  Solver,  version  2.1.2    Workstation  A    11/26/11  

Landmark  Glass-­‐Brine  Chemical  Equilibrium  Simulation  Capability  Hierarchy  

G  

Glass-­‐Brine    Chem  Eq  LSC  

G-­‐B  Solub  Driver  

Cantera    VCS  Solver  

GMM:    Gibbs’  FE  

 GMM  Data:          Yucca  TD  

VU  Objective:                              VE  

MMD   CVER   SVER   UQ   MMV  

CVER  Sim  Ens  

SVER  Sim  Ens  

MMV  Sim  Ens  

G-­‐B  Solub  

EQ3/6   Design:            C-­‐C  

Verify  I/O   Analysis:  S  vs.  pH  

Narrative  

Sim-­‐1   Sim-­‐2   Sim-­‐N  

Landmark  Glass-­‐Brine  Chemical  Equilibrium  Simulation  Capability  Hierarchy  

G  

Glass-­‐Brine    Chem  Eq  LSC  

G-­‐B  Solub  Driver  

Cantera    VCS  Solver  

GMM:    Gibbs’  FE  

 GMM  Data:          Yucca  TD  

VU  Objective:                              VE  

MMD   CVER   SVER   UQ   MMV  

CVER  Sim  Ens  

SVER  Sim  Ens  

MMV  Sim  Ens  

G-­‐B  Solub  

EQ3/6   Design:            C-­‐C  

Verify  I/O   Analysis:  S  vs.  pH  

Narrative  

Sim-­‐1   Sim-­‐2   Sim-­‐N  

How  were  the  components  in  the  solub  chosen?  What  is  the  science  basis  for  the  local  model?  What  are  the  limits  of  applicability?  Is  this  model  appropriate  for  the  intended  use?  Is  the  local  model  non-­‐phenomenological?  Were  the  models  calibrated?  What  data  was  used  in  the  calibration?  What  is  the  local  model  form?  Where  are  the  curve  fits?  

Landmark  Glass-­‐Brine  Chemical  Equilibrium  Simulation  Capability  Hierarchy  

G  

Glass-­‐Brine    Chem  Eq  LSC  

G-­‐B  Solub  Driver  

Cantera    VCS  Solver  

GMM:    Gibbs’  FE  

 GMM  Data:          Yucca  TD  

VU  Objective:                              VE  

MMD   CVER   SVER   UQ   MMV  

CVER  Sim  Ens  

SVER  Sim  Ens  

MMV  Sim  Ens  

G-­‐B  Solub  

EQ3/6   Design:            C-­‐C  

Verify  I/O   Analysis:  S  vs.  pH  

Narrative  

Sim-­‐1   Sim-­‐2   Sim-­‐N  

How  were  the  components  in  the  solub  chosen?    Null  What  is  the  science  basis  for  the  local  model?    See  ref  X  What  are  the  limits  of  applicability?      Null  Is  this  model  appropriate  for  the  intended  use?      Null  Is  the  local  model  non-­‐phenomenological?    Yes  (curve  fits)  Where  are  the  curve  fits?      In  Yucca  Mtn  Thermo-­‐database  Were  the  models  calibrated?    Yes  What  data  was  used  in  the  calibration?    See  papers  by  X,  Y,  Z.  What  is  the  local  model  form?        Null  

Landmark  Glass-­‐Brine  Chemical  Equilibrium  Simulation  Capability  Hierarchy  

G  

Glass-­‐Brine    Chem  Eq  LSC  

G-­‐B  Solub  Driver  

Cantera    VCS  Solver  

GMM:    Gibbs’  FE  

 GMM  Data:          Yucca  TD  

VU  Objective:                                  VE  

MMD   CVER   SVER   UQ   MMV  

CVER  Sim  Ens  

SVER  Sim  Ens  

MMV  Sim  Ens  

G-­‐B  Solub  

EQ3/6   Design:            C-­‐C  

Verify  I/O   Analysis:  S  vs.  pH  

Narrative  

Sim-­‐1   Sim-­‐2   Sim-­‐N  

Landmark  Glass-­‐Brine  Chemical  Equilibrium  Simulation  Capability  Hierarchy  

G  

Glass-­‐Brine    Chem  Eq  LSC  

G-­‐B  Solub  Driver  

Cantera    VCS  Solver  

GMM:    Gibbs’  FE  

 GMM  Data:          Yucca  TD  

VU  Objective:                                        VE  

MMD   CVER   SVER   UQ   MMV  

CVER  Sim  Ens  

SVER  Sim  Ens  

MMV  Sim  Ens  

G-­‐B  Solub  

EQ3/6   Design:            C-­‐C  

Verify  I/O   Analysis:  S  vs.  pH  

Narrative  

Sim-­‐1   Sim-­‐2   Sim-­‐N  

Pointer-­‐based  Assessment    

0  

0.5  

1  

1.5  %  ptrs  filled  

Landmark  Glass-­‐Brine  Chemical  Equilibrium  Simulation  Capability  Hierarchy  

G  

Glass-­‐Brine    Chem  Eq  LSC  

G-­‐B  Solub  Driver  

Cantera    VCS  Solver  

GMM:    Gibbs’  FE  

 GMM  Data:          Yucca  TD  

VU  Objective:                                        VE  

MMD   CVER   SVER   UQ   MMV  

CVER  Sim  Ens  

SVER  Sim  Ens  

MMV  Sim  Ens  

G-­‐B  Solub  

EQ3/6   Design:            C-­‐C  

Verify  I/O   Analysis:  S  vs.  pH  

Narrative  

Sim-­‐1   Sim-­‐2   Sim-­‐N  

PMI-­‐based  Assessment    Input:  domain  of  applicability,  the  experiments,  knobs,  the  predictions    Output:    Predictive  Maturity  Index    

Landmark  Glass-­‐Brine  Chemical  Equilibrium  Simulation  Capability  Hierarchy  

G  

Glass-­‐Brine    Chem  Eq  LSC  

G-­‐B  Solub  Driver  

Cantera    VCS  Solver  

GMM:    Gibbs’  FE  

 GMM  Data:          Yucca  TD  

VU  Objective:                                        VE  

MMD   CVER   SVER   UQ   MMV  

CVER  Sim  Ens  

SVER  Sim  Ens  

MMV  Sim  Ens  

G-­‐B  Solub  

EQ3/6   Design:            C-­‐C  

Verify  I/O   Analysis:  S  vs.  pH  

Narrative  

Sim-­‐1   Sim-­‐2   Sim-­‐N  

PCMM-­‐based  Assessment            Input:  descriptions  of  activities  &  methods            Output:    Radar  Plots,  Due  Diligence  Metric    

0  

1  

2  

3  RGF  

PMMF  

CVER  

SVER  

VAL  

UQ  

 Summary  &  Future  Work  

Summary    •  Discovery  Process  Design  vetted  against  the  Waste  IPSC.  

•  The  Design  incorporates  features  from  PCMM.  

•  Hierarchy  provides  a  (sorely  needed)  context  for  VU.  

•  The  Discovery  Process  is  not  a  recipe  (requires  VU  expertise).  

•  The  hierarchies  can  incorporate  sub-­‐continuum,  continuum,  and  PA  levels  of  fidelity.  

•  Organization  of  central  repository  mirrors  the  hierarchy,  placing  everything  under  configuration  control.    

•  Discovery  process  is  mainly  about  re-­‐organizing  to  plan,  integrate,  accumulate,  assess,  and                          disseminate  VU  results  within  large  simulation  projects.          Future  Work    1.  Describe  the  Accumulation  and  Assessment  Processes.  

2.  Develop  a  web-­‐based  VU  Discovery  &  Assessment  tool.    3.  Apply  to  as  many  projects  as  possible  in  order  to  test  and  refine  this  approach.