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Lattice Boltzmann For Advanced SimulaTions

Descrizione del progetto

Il calcolo ad alte prestazioni e lo schema di Boltzmann a reticolo leggero chiariscono la dinamica dei vetri morbidi

La caratterizzazione della complessa dinamica dei materiali vetrosi morbidi, comprese le interfacce fluide, le emulsioni liquido-liquido disordinate e i cristalli di gocce microfluidiche morbide, è piuttosto impegnativa. È essenziale per molti campi, tra cui l’ingegneria dei materiali, la lavorazione degli alimenti, l’ingegneria dei tessuti e la fotonica. Tuttavia, i modelli attuali non riescono a cogliere con precisione l’intricata termodinamica di non-equilibrio. Il progetto LBFAST, finanziato dal CER, si concentrerà sull’ottimizzazione di un simulatore efficiente di flussi complessi da implementare in cluster di calcolo ad alte prestazioni. Utilizzando LBcuda (un software open-source ottimizzato per le unità di elaborazione grafica) per implementare il cosiddetto schema di Boltzmann reticolare leggero, il team prevede di ottenere un aumento significativo della capacità di elaborazione, riducendo al contempo il peso computazionale e il consumo di energia.

Obiettivo

The intricate dynamics of fluid interfaces, disordered liquid-liquid emulsions, and soft microfluidic droplet crystals, collectively known
as soft glass materials (SGM), pose challenges to non-equilibrium thermodynamics and hold profound implications for engineering
applications such as combustion, materials design, and food processing. Advances in SGM modeling within the ERC COPMAT project
offer opportunities for innovative mesoscale materials in fields like tissue engineering, photonics, and catalysis.

The Lightweight Lattice Boltzmann (LB) scheme, which relies on hydrodynamic moments, models SGM by preventing droplet
coalescence including near-contact interactions (NCI) due to surfactants. Integrated into LBcuda, an open-source software optimized
for GPUs, it efficiently simulates complex flows while saving electrical energy, in line with the goals of the European Green Deal.

The LBFAST project aims to optimize LBcuda's implementation for HPC clusters powered by GPUs, achieving processing rates of
several hundred GLUPS while using only 50% of computational resources, resulting in a 75% reduction in energy costs compared to
standard LB methods. This enhancement enables accelerated production rates for industrial applications and aligns with the criteria
of the EuroHPC Joint Undertaking, benefiting users addressing energy and environmental challenges in the next exascale computing
generation.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC-POC - HORIZON ERC Proof of Concept Grants

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2024-POC

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Istituzione ospitante

FONDAZIONE ISTITUTO ITALIANO DI TECNOLOGIA
Contributo netto dell'UE
€ 150 000,00
Costo totale
Nessun dato

Beneficiari (1)