MareNostrum

Aerodynamická optimalizácia pomocou superpočítača

30.05.2019

/ SEAT využíva najvýkonnejší počítač v Španielsku a siedmy najvýkonnejší v Európe na zlepšovanie aerodynamiky svojich vozidiel
/ Optimalizácia aerodynamiky zvyšuje bezpečnosť a prispieva k zníženiu spotreby paliva a emisií
/ Cieľom tohto výskumu je spojiť simuláciu s realitou
/ Vedci z celého sveta využívajú MareNostrum 4 na rozličné simulácie

 

Martorell, 29/05/2019. 40 000 osobných počítačov pracujúcich súčasne. To je výpočtová kapacita superpočítača MareNostrum 4. Tento počítač je najvýkonnejší v Španielsku a siedmy najvýkonnejší v Európe a je umiestnený v Barcelone v areáli Barcelona Supercomputing Center (BSC). Mimoriadne vysoký výpočtový výkon umožňuje robiť všetky možné druhy simulácií: od funkcie srdca alebo predpovedí počasia až po ekologické katastrofy. V prípade kooperačného projektu so značkou SEAT sa superpočítač MareNostrum 4 so 165 888 procesormi využíva na zdokonaľovanie automobilov.

6 912 čipov v kaplnke: Počítač MareNostrum 4 je nainštalovaný v odsvätenej kaplnke v severnom kampuse Katalánskej polytechnickej univerzity (Polytechnic University of Catalonia), kde panuje teplota 24 stupňov Celzia a relatívna vlhkosť vzduchu 36 %. Dr. Oriol Lehmkuhl, výskumný pracovník BSC pre fyzikálne a numerické modely je jedným zo stoviek špecialistov z celého sveta, ktorí využívajú tento superpočítač pri svojich projektoch. "Ja študujem spaľovacie komory leteckých prúdových motorov, robím simulácie veterných turbín a v rámci spolupráce so značkou SEAT skúmam vplyv geometrie náboja kolesa na celkovú aerodynamiku vozidla."

Bezpečnejšie, pohodlnejšie a efektívnejšie automobily: Zlepšovanie aerodynamiky automobilu spočíva v znižovaní jeho koeficientu aerodynamického odporu. Výsledkom sú automobily, ktoré sú bezpečnejšie a efektívnejšie, majú menšiu spotrebu paliva a emisie CO2, ako aj lepšie jazdné výkony. Hlavnými analyzovanými oblasťami sú predná a zadná časť karosérie, spodná strana podlahy karosérie, kolesá a pneumatiky. Doteraz sa na optimalizáciu aerodynamiky využívali hlinené modely v skutočnej veľkosti pre kombinované simulácie a testy v aerodynamickom tuneli. "Pracovať v aerodynamickom tuneli je nákladné. Hlinený model sa postupne deformuje a je potrebné na ňom neustále robiť zmeny," hovorí María García-Navas, inžinierka oddelenia vývoja a aerodynamiky SEAT. "Okrem toho nám výpočtový výkon superpočítača v BSC umožňuje zahrnúť do simulácie viac parametrov a dovoľuje vidieť, ako sa správa prúdiaci vzduch vo vnútri disku pri otáčajúcich sa kolesách. Našou ideou je skrátiť rozdiel medzi simuláciou a realitou," dodáva.

Od mesiacov štúdia na hodiny: Výhodou 165 888 súčasne pracujúcich procesorov sú štúdie realizované v rekordnom čase. "Zadáme geometriu kolesa konvertovanú do bodov trojrozmernej siete a každý bod analyzuje sústava paralelne pracujúcich procesorov. Ak by sme to isté analyzovali individuálne, trvalo by to mesiace," hovorí Dr. Lehmkuhl.

Jednotkou budúcnosti je petaflop (jednotka výkonnosti počítača): Simulácie robené na superpočítači otvárajú nové oblasti pre výskum aerodynamiky: "V budúcnosti budeme schopní simulovať všetko naraz: prúdenie vzduchu, štruktúru karosérie, spaľovanie a dokonca aj osobu sediacu v kabíne. V súčasnosti to nie je možné ale o 15 rokov môžu byť počítače 1000-krát výkonnejšie ako v súčasnosti. Už si to začínam predstavovať," dodáva Dr. Oriol Lehmkuhl. BSC sa teraz uchádza o superpočítač MareNostrum 5, ktorý má vyše 20-násobnú kapacitu oproti súčasnému. 

 

MareNostrum 4, technické údaje

Superpočítač
3 456 uzlov
6 912 čipov
165 888 procesorov
13,7 petaflopov
78 000 kilogramov hmotnosti 

Miestnosť
180 štvorcových metrov
24 stupňov Celzia
36 % relatívna vlhkosť vzduchu
19 ton skla
26 ton ocele