Superpočítač v kapli optimalizuje aerodynamiku

Výpočetní výkon superpočítač MareNostrum 4, který používají vědci z celého světa, umožňuje provádět nejrůznější simulace od činnosti srdce přes prognózy průběhu klimatické změny až po ekologické katastrofy. Nachází se v BSC umístěném v prostorách bývalé odsvěcené kaple v Severním kampusu Katalánské polytechnické univerzity, kde je udržována teplota vzduchu 24 °C a relativní vlhkost 36 %.

Výpočetní výkon všech 165 888 procesorů superpočítače MareNostrum 4 využívá v rámci spolupráce s BSC i automobilka SEAT.

Z měsíců hodiny

Vylepšování aerodynamiky automobilu, které přispívá k vývoji ještě bezpečnějších, komfortnějších a hospodárnějších vozidel s nižší spotřebou paliva a emisemi CO2 a lepšími provozními vlastnostmi, zahrnuje především snižování součinitele aerodynamického odporu vzduchu. Analýzy se soustřeďují zejména na příď i záď karoserie, podvozkovou část, pneumatiky a kola. Dosud byly při optimalizaci aerodynamiky používány simulace a reálné testy hliněných modelů ve skutečné velikosti v aerodynamickém tunelu.

„Testování v aerodynamickém tunelu je ale nákladné, hliněné modely podléhají degradaci a musejí se neustále upravovat. Výpočetní výkon superpočítače nám na rozdíl od aerodynamického tunelu umožňuje zahrnout více parametrů a sledovat proudění vzduchu uvnitř kol při jejich otáčení. Naším cílem je zmenšovat rozdíly mezi simulacemi a fyzickým testováním a maximálně přiblížit výsledky simulací realitě,“ říká María García-Navas, inženýrka z oddělení vývoje a aerodynamiky ve společnosti SEAT.

Výhodou souběžné činnosti všech 165 888 procesorů, jimiž superpočítač disponuje, je uskutečňování analýz v rekordně krátké době. Tvary kol jsou převáděny do souřadnicových bodů v souřadnicové soustavě, kde je každý bod analyzován skupinou procesorů pracujících souběžně. Kdyby byly analyzovány jednotlivě, trvalo by to měsíce.

Budoucnost měřená v petaFLOPS

Simulace s využitím enormního výkonu superpočítače, měřená v jednotkách petaFLOPS, nabízející 13,7 PFLOPS, otvírají výzkumníkům v oblasti aerodynamiky nové možnosti. Oriol Lehmkuhl, výzkumník superpočítačového centra BSC se zaměřením na fyzické a numerické modely, je jedním ze stovek odborníků ze všech koutů světa, kteří používají tento superpočítač pro své projekty.

„V rámci své specializace se zabývám spalovacími prostory v leteckých motorech, uskutečňuji simulace větrných turbín a v případě mé spolupráce se značkou SEAT zkoumám vliv tvarového řešení nábojů kol na aerodynamiku celého automobilu. V budoucnosti bychom rádi simulovali všechno najednou, od proudění vzduchu přes skelet karoserie až po spalování, a dokonce i cestující uvnitř vozu. To sice v současnosti ještě není možné, ale za 15 let to počítače s tisíckrát vyššími výkony umožní. Takže něco takového si už můžeme nyní začít představovat,“ říká Dr. Lehmkuhl. BSC je nyní kandidátem na umístění superpočítače MareNostrum 5, který by zvýšil výkonnost současného zařízení více než 20krát.

Superpočítač MareNostrum 4

- 165 888 procesorů

- 6912 výpočetních jader

- 3456 výpočetních uzlů

- 13,7 PFLOPS

- 78 000 kg (celková hmotnost)