Beschleunigte High-Fidelity-CFD-Simulationen

CFD-Instrumente werden aufgrund ihrer Zuverlässigkeit und höheren Flexibilität immer öfter in den frühen Designphasen verwendet. Der enorme Fortschritt in der physikalischen Modellierung von Luftströmung, numerischen Algorithmen und Computerleistung wird zur Konstruktion von Flugzeugen und Flugzeugen genutzt. Aber das ist noch nicht das Ende vom Lied.

CFD-Simulationen sind rechenintensiv. Die Simulation eines Fahrzeugs oder eines Flugzeugs im Landeanflug erfordert, dass die Geometrie tausender Oberflächen, diskretisiert mit hundert Millionen Elementen, definiert wird. Ein Vergleich verschiedener Alternativen zur Realisierung schnellerer Forschung mittels CFD war das Ziel des EU-finanzierten Projekts E-CFD-GPU (Efficient CFD multi-physics programming research).

Werkzeuge wie HexpressTM/Hybrid, das zum Verzahnen komplexer Geometrien konzipiert ist, das CPU-Booster-Konvergenzbeschleunigungsmodul und seine Erweiterung ließen beeindruckende Verbesserungen auf verschiedenen Stufen der Rechenkette zu. Zum Beispiel kann die Beschleunigung mit dem CPU-Booster-TM-Modul die Konvergenzgeschwindigkeit bis zu fünfmal schneller werden.

Man erkundete gleichermaßen die General Purpose Graphics Processing Unit-Technologie (GPU), um rechenintensive Berechnungen zu beschleunigen. Die Fähigkeit von GPU zur Simulation des Fließverhaltens komplexer Fluide wurde durch die Pionierarbeit des E-CFD-GPU-Teams demonstriert.

Zum Abschluss widmete man der Vereinfachung der Simulationsumgebung erhebliche Anstrengungen. Zu den Projektresultaten zählten effiziente Algorithmen, die für eine Multi-User, Multi-Physik-Simulationsplattform entwickelt wurden, welche von den modernen Hardwarearchitekturen profitiert. Das E-CFD-GPU-Team zeigt sich zuversichtlich, dass diese Verbesserungen in der CFD-Software großen Einfluss auf die europäische Wettbewerbsfähigkeit ausüben werden.