Projektbeschreibung
Exa-Systeme zur Quantifizierung von Unsicherheiten einsetzen
Unsicherheiten in komplexen Systemen stellen seit Langem eine große Herausforderung im technischen Bereich dar. Eine mögliche Lösung zur Bewältigung dieses Problems ist die Nutzung der immensen Rechenleistung der Exa-Systeme. In diesem Zusammenhang besteht das Ziel des EU-finanzierten Projekts ExaQUte darin, die Fähigkeiten von Exa-Systemen zur Durchführung von Rechensimulationen anzuwenden. Als Ziel gilt, einen hochmodernen Rahmen für die Quantifizierung von Unsicherheiten und die Optimierung unter Unsicherheiten zu schaffen. Dazu wird im Verlauf des Projekts ExaQUte ein mehrstufiger Monte-Carlo-Ansatz angewendet, der die Quantifizierung einer großen Anzahl stochastischer Variablen ermöglicht. Außerdem werden modernste Technologien zur dynamischen Aufgabenplanung mit raumzeitbeschleunigten Lösungsmethoden integriert. Diese Integration zielt darauf ab, die effiziente Nutzung von Exa-Systemen zu optimieren.
Ziel
The ExaQUte project aims at constructing a framework to enable Uncertainty Quantification (UQ) and Optimization Under Uncertainties (OUU) in complex engineering problems using computational simulations on Exascale systems.
The stochastic problem of quantifying uncertainties will be tackled by using a Multi Level MonteCarlo (MLMC) approach that allows a high number of stochastic variables. New theoretical developments will be carried out to enable its combination with adaptive mesh refinement, considering both, octree-based and anisotropic mesh adaptation.
Gradient-based optimization techniques will be extended to consider uncertainties by developing methods to compute stochastic sensitivities, This requires new theoretical and computational developments. With a proper definition of risk measures and constraints, these methods allow high-performance robust designs, also maximizing the solution reliability.
The description of complex geometries will be possible by employing embedded methods, which guarantee a high robustness in the mesh generation and adaptation steps, while allowing preserving the exact geometry representation.
The efficient exploitation of Exascale system will be addressed by combining State-of-the-Art dynamic task-scheduling technologies with space-time accelerated solution methods, where parallelism is harvested both in space and time.
The methods and tools developed in ExaQUte will be applicable to many fields of science and technology. The chosen application focuses on wind engineering, a field of notable industrial interest for which currently no reliable solution exists. This will include the quantification of uncertainties in the response of civil engineering structures to the wind action, and the shape optimization taking into account uncertainties related to wind loading, structural shape and material behavior.
All developments in ExaQUte will be open-source and will follow a modular approach, thus maximizing future impact.
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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H2020-FETHPC-2017
Finanzierungsplan
RIA - Research and Innovation actionKoordinator
08034 Barcelona
Spanien