Одна з найскладніших задач обчислювальної гідродинаміки: Concorde під час заходу на посадку [відео]
Доктор Моріц Леман, розробник програмного забезпечення для розрахунків обчислювальної гідродинаміки FluidX3D, поділився візуалізацією вирішення однієї з найскладніших задач такого роду – обчислювання потоків повітря навколо надзвукового пасажирського літака Aérospatiale-BAC Concorde під час заходу на посадку.
Обчислювання проводилися на GPU-сервері GigaIO SuperNODE, оснащеному 32 графічними процесорами AMD Instinct MI210 з 64 ГБ та загальним об’ємом відеопам’яті у 2 ТБ.
Задача обчислювання – симуляція потоків повітря протягом 1 секунди під час польоту Aérospatiale-BAC Concorde на швидкості 300 км/год з кутом атаки 10°. Число Рейнольдса (характеристичне число у гідродинаміці, що ґрунтується на відношенні інертності руху течії газу, рідини або плазми до її в’язкості) на основі розмаху крила становить 146 мільйонів (це багато).
Роздільна здатність моделювання становить 2976 × 8936 × 1489 = 40 мільярдів блоків, з розміром блоку лише 12,4 мм³. 67 268 кроків симуляції було обчислено за 29 годин, плюс 4 години пішло на візуалізацію 5 × 600 кадрів (п’ять різних ракурсів) у роздільній здатності 4K, тобто разом це 33 години роботи сервера GigaIO SuperNODE. Один кадр візуалізації базується на 475 ГБ даних, тож 600 кадрів – це 285 ТБ даних.
Уся симуляція – це перевірка нещодавно доданих до FluidX3D алгоритмів вільного ковзання на межі об’єктів, які дозволяють створити більш точну модель для турбулентного прикордонного шару повітря/рідини.
За словами автора, на тому ж самому апаратному забезпеченні деякі комерційні програми з обчислювальної гідродинаміки, таке як Ansys або Star-CCM+, потребують кількох років для подібного моделювання. FluidX3D робить це за декілька днів.
Ну а взагалі-то, це дуже красиво і допомагає нам згадати, навіщо насправді потрібні потужні комп’ютери.