Одна из самых сложных задач вычислительной гидродинамики: Concorde во время захода на посадку [видео]

Доктор Мориц Леман, разработчик программного обеспечения для расчетов вычислительной гидродинамики FluidX3D, поделился визуализацией решения одной из самых сложных задач такого рода – вычисления потоков воздуха вокруг сверхзвукового пассажирского самолета Aérospatiale-BAC Concorde во время захода на посадку.

Вычисления проводились на GPU-сервере GigaIO SuperNODE, оснащенном 32 графическими процессорами AMD Instinct MI210 с 64 ГБ и общим объемом видеопамяти в 2 ТБ.

Задача вычисления – симуляция потоков воздуха в течение 1 секунды при полете Aérospatiale-BAC Concorde на скорости 300 км/ч с углом атаки 10°. Число Рейнольдса (характеристическое число в гидродинамике, основанное на инертности движения течения газа, жидкости или плазмы к ее вязкости) на основе размаха крыла составляет 146 миллионов (это много).

Разрешение моделирования составляет 2976×8936×1489 = 40 миллиардов блоков, с размером блока всего 12,4 мм³. 67 268 шагов симуляции было вычислено за 29 часов, плюс 4 часа ушло на визуализацию 5×600 кадров (пять разных ракурсов) в разрешении 4K, то есть вместе это 33 часа работы сервера GigaIO SuperNODE. Один кадр визуализации базируется на 475 ГБ данных, так что 600 кадров – это 285 ТБ данных.

Вся симуляция – это проверка недавно добавленных к FluidX3D алгоритмов свободного скольжения на границе объектов, позволяющих создать более точную модель для турбулентного пограничного слоя воздуха/жидкости.

По словам автора, на том же аппаратном обеспечении некоторые коммерческие программы по вычислительной гидродинамике, такое как Ansys или Star-CCM+, требуют нескольких лет для подобного моделирования. FluidX3D делает это через несколько дней.

Ну а вообще-то, это очень красиво и помогает нам вспомнить, зачем действительно нужны мощные компьютеры.