Didžiausia simuliacija istorijoje
Mokslininkai iš Georgia Tech atliko neįtikėtiną žygdarbį, simuliuodami turbulencinius srautus nuo 33 raketinių variklių vienu metu. Tai yra didžiausia hidrodinamikos simuliacija istorijoje, apimanti daugiau nei kvadrilioną laisvės laipsnių. Kvadrilionas – tai skaičius su 15 nulių, ir tiek nepriklausomų kintamųjų tuo pačiu metu skaičiavo superkompiuteris El Capitan, siekiant modeliuoti, kaip sąveikauja įkaitusios išmetamosios dujos.
Kodėl tai svarbu?
Šiuolaikinės raketos, tokios kaip SpaceX Super Heavy, naudoja daugybę mažesnių variklių, o ne porą didžiulių. Tai leidžia lengviau gaminti, transportuoti ir suteikia atsarginį variantą. Tačiau, kai visi jie veikia vienu metu, jų išmetamieji srautai, greitėjantys iki 10 Machų, sukuria pavojingą mišinį. Karšti dujų srautai gali atsispindėti atgal į raketos pagrindą ir ją sunaikinti.
Nauji skaičiavimo metodai
Tradiciniai metodai būtų reikalavę savaičių skaičiavimų net supaprastintai modeliui. Tačiau komanda sugalvojo naują metodą, pavadintą IGR – Information Geometric Regularization. Šis metodas leidžia 80 kartų pagreitinti procesą ir sumažinti atminties naudojimą 25 kartus.
El Capitan galia
El Capitan nėra paprastas superkompiuteris. Jis turi unikalią architektūrą su sujungta AMD MI300A atmintimi, leidžiančia procesoriui ir vaizdo plokštei dirbti su ta pačia fizine atmintimi. Komanda pasinaudojo visais 11,136 mazgais – daugiau nei 44,500 AMD akceleratorių. Simuliacija, kuri anksčiau būtų trukusi savaites, buvo atlikta per kelias valandas, o energijos suvartojimas sumažėjo 5 kartus.
Pritaikymo galimybės
Ši technologija gali būti pritaikyta ne tik raketoms. Ji gali būti naudojama lėktuvų triukšmo prognozavimui, biomedicininėje hidrodinamikoje ir bet kur, kur reikia modeliuoti turbulenciją be dirbtinio klampumo. Darbas nominuotas Gordo Bell premijai – aukščiausiam apdovanojimui superkompiuterinėje srityje. Laimėtojas bus paskelbtas lapkričio 20 dieną Sent Luise.
Ironiška kilmė
Ironiška tai, kad El Capitan buvo sukurtas modeliuoti branduolinius ginklus, o pirmasis viešas taikymas buvo padėti SpaceX apsaugoti savo raketą nuo sunaikinimo dėl pačios išmetamųjų dujų.
