Вычислительная гидродинамика

Опубликовано февраля 22, 2018 в Технология CUDA

В течение многих лет проектирование эффективных винтов и лопаток оставалось черной магией. Невероятно сложное движение воздуха и жидкости, обтекающих эти устройства, невозможно исследовать на простых моделях, а точные модели оказываются слишком ресурсоемкими с вычислительной точки зрения.

Лишь самые мощные суперкомпьютеры могли предложить ресурсы, достаточные для обсчета численных моделей, требуемого для разработки и проверки конструкции. Поскольку лишь немногие организации имеют доступ к таким машинам, проектирование подобных механизмов находится в застое.

Вычислительная гидродинамика

Кэмбриджский университет, продолжая великие традиции, заложенные Чарльзом Бэббиджем, является полигоном для активных исследований в области параллельных вычислений. Д-р Грэхем Пуллан и д-р Тобиас Брэндвик из «многоядерной группы» правильно оценили потенциал архитектуры CUDA для беспрецедентного ускорения гидродинамических расчетов. Первоначальная прикидка показала, что персональная рабочая станция, оборудованная GPU, уже способна достичь приемлемой производительности. Впоследствии небольшой кластер, собранный из GPU, с легкостью обставлял куда более дорогие суперкомпьютеры, подтвердив предположение о том, что GPU компании NVIDIA отлично подходят для решения интересующих их задач.

Для исследователей из Кэмбриджа колоссальный выигрыш в производительности, полученный за счет использования CUDA С, оказался больше, чем простое дополнение к ресурсам их суперкомпьютера. Наличие многочисленных дешевых вычислительных устройств позволило ученым проводить эксперименты и быстро получать их результаты. А когда результат численного эксперимента доступен через несколько секунд, возникает обратная связь, приводящая в конечном итоге к прорыву. В результате применение дешевых GPU-кластеров принципиально изменило подход к проведению исследований. Почти интерактивное моделирование открыло новые возможности для новаторских идей в области, которая раньше страдала от застоя.