Algoritmi naslednje generacije za bolj konkurenčen letalski in vesoljski sektor
„Potrebujemo novo generacijo orodij CFD, ki lahko kar najbolje izkoristijo sisteme enega eksaflopa in, nadalje, sisteme ekasaravni.“
Zaradi izdelave prototipov, kampanj testiranja v vetrovnikih in preskusov poletov v realnem času so raziskave in razvoj letalske in vesoljske industrije zelo drage. Posnemanje teh testov v digitalnem prostoru – znano kot računalniška dinamika tekočin (CFD) – je znatno zmanjšalo stroške testiranja in čas do uvedbe na trg. Vendar ti modeli težko dohajajo naraščajočo računalniško zmogljivost, zaradi česar so proizvajalci zrakoplovov prikrajšani za prepotrebna sredstva. „Potrebujemo novo generacijo orodij CFD, ki lahko kar najbolje izkoristijo sistem enega eksaflopa in, nadalje, sisteme ekasaravni, za katere se pričakuje, da bodo na voljo v manj kot treh letih,“ pravi Oriol Lehmkuhl, vodja skupine računalniška dinamika tekočin v velikem obsegu v središču za superračunalništvo v Barceloni. Koordinator projekta Lehmkuhl in njegovi partnerji obljubljajo, da bo projekt NextSim omogočil nabor novih algoritmov z izboljšano konvergenco in natančnostjo. Kot pojasnjuje: „Raziskave projekta NextSim bodo ocenile in izboljšale temeljne algoritme, ki se uporabljajo pri reševanju simulacij, ki se uporabljajo v aeronavtiki. Prizadevamo si, da bi lahko v manj kot 1 uri izdelali 3D simulacije zrakoplova in v 1 noči zagotovili kompleksne 3D-rešitve za nestabilno simulacijo razreševanja skalov turbulence. To bo oblikovalcem zrakoplovov omogočilo, da dosežejo veliko več optimiziranih rezultatov v krajšem času.“ Projekt spada v okvir naraščajoče uporabe CFD in industrijskega povpraševanja po obširnejših in daljših simulacijah. Časi preračunavanja trenutnih numeričnih orodij za probleme industrijskega pomena trajajo predolgo, uporabniki pa se soočajo s pomanjkanjem zanesljivosti in natančnosti teh rešitev v ekstremnih pogojih letenja. Kot ugotavlja Lehmkuhl: „te slabosti preprečujejo popolno industrijsko uporabo navideznih orodij za načrtovanje in certificiranje. To ne velja samo za letalsko in vesoljsko industrijo, ampak tudi za avtomobilsko industrijo, vetrno energijo, pogonske sisteme, proizvodnjo aditivov in številne druge sektorje.“ Eno ključnih prizadevanj projekta NextSim bo predstavitev metodologij za tržno pomembne probleme, ki jih je opredelil projektni partner Airbus. Čeprav se bo osredotočil na aeronavtična vprašanja, kot so zmanjšanje emisij, varnost, hrup in zmogljivost, se lahko raziskave projekta uporabijo v katerem koli sektorju, ki se zanaša na numerično diskretizacijo in integracijo delnih diferencialnih enačb za svoje zasnove.
Keywords
NextSim, HPC, visokozmogljivostno računalništvo, superračunalnik, tehnologije, digitalna suverenost, kvantno računalništvo, inovacija, zeleno računalništvo, energetsko učinkovito, spretnosti, MSP