Przyspieszone wysoko precyzyjne symulacje z zakresu obliczeniowej dynamiki płynów

Narzędzia z zakresu obliczeniowej dynamiki płynów są coraz częściej stosowane w początkowych fazach projektowania ze względu na ich niezawodność i większą elastyczność. Postępowe rozwiązania w dziedzinie fizycznego modelowania przepływu powietrza, algorytmów numerycznych i mocy obliczeniowej komputerów są wykorzystywane do projektowania statków powietrznych i samochodów. To jednak nie wszystko.

Symulacje z zakresu obliczeniowej dynamiki płynów wymagają wysokiej mocy obliczeniowej. Symulacja samochodu lub samolotu w konfiguracji do lądowania wymaga określenia geometrii na poziomie tysiąca powierzchni i dyskretyzacji przy pomocy milionów elementów. Porównanie alternatywnych rozwiązań umożliwiających szybsze przeprowadzanie badań z wykorzystaniem obliczeniowej dynamiki płynów było celem finansowanego ze środków UE projektu E-CFD-GPU (Efficient CFD multi-physics programming research).

Narzędzia takie jak HexpressTM/Hybrid przeznaczone do rysowania siatki skomplikowanych geometrii, moduł przyspieszenia konwergencji CPU Booster i jego rozszerzenie pozwoliły na wprowadzenie imponujących ulepszeń na różnych etapach obliczeń. Przykładowo przyspieszenie za pomocą modułu CPU Booster TM może zapewnić nawet pięciokrotne wzmocnienie szybkości konwergencji.

Zbadano również technologię procesorów graficznych ogólnego zastosowania w celu przyspieszenia obliczeń wymagających wysokiej mocy obliczeniowej. Pionierskie prace zespołu projektu E-CFD-GPU wykazały zdolność procesorów graficznych do symulacji przepływu złożonych płynów.

Podjęto również znaczne wysiłki w celu uproszczenia środowiska symulacji. Wyniki projektu obejmowały wydajne algorytmy opracowane na potrzeby wielofizycznej platformy do symulacji przeznaczonej dla wielu użytkowników, wykorzystującej nowoczesną architekturę sprzętową. Zespół projektu E-CFD-GPU jest przekonany, że te udoskonalenia w oprogramowaniu do obliczeniowej dynamiki płynów będą miały istotny wpływ na zwiększenie konkurencyjności Europy.