Shosholoza baut auf Scientific Supercomputing Center Karlsruhe

America’s Cup – Forschung für die Formel 1 im Segelsport

Das südafrikanische Segelteam Shosholoza arbeitet in einem gemeinsamen Forschungsprojekt eng mit dem Scientific Supercomputing Center am Rechenzentrum der Universität Karlsruhe (TH) zusammen. Ziel des Projekts ist es, das Design und damit die Leistungsfähigkeit des Bootes für den America’s Cup durch hoch komplexe numerische Simulationen von Wind, Wellen und Material zu optimieren.

Dabei untersuchen die Wissenschaftler zusammen mit dem Designteam von Shosholoza, wie sich Rumpf, Mast, Kiel und Segel in verschiedenen Wind- und Wassersituationen verhalten und wie diese Komponenten aufeinander wirken. Während üblicherweise die vorhandenen aero- und hydrodynamischen Effekte gesondert studiert werden, betrachten die Forscher in diesem Projekt die auftretenden Phänomene erstmals ganzheitlich.

Die Analyse eines solch komplexen Optimierungsproblems erfordert nicht nur die Entwicklung neuer hoch effizienter numerischer Methoden und Software, sondern auch eine extrem hohe Rechenleistung wie sie mit dem Landeshochleistungsrechner HP XC6000 am Karlsruher Rechenzentrum zur Verfügung steht.

Der Supercomputer berechnet zeitabhängige Strömungen, mit denen Wasser und Luft auf Rumpf, Mast und Segel der Shosholoza wirken. Zusätzlich berücksichtigt er Wasserwirbel, die andere Boote erzeugen. Denn für die Taktik ist es nicht nur wichtig, in welchem Winkel der Bug in einer bestimmten Situation die Wellen schneidet, sondern auch, vor welche Strömungsprobleme ein Manöver der Shosholoza den Gegner stellt – und umgekehrt.

„Unsere Simulationen können auch Strategien vorschlagen, die der Intuition der Mannschaft zuwiderlaufen. Gemeinsam mit ihr testen wir dann in der Praxis die Effizienz der über numerische Simulationen erzielten Empfehlungen. In speziellen Situationen kann es allerdings auch so sein, dass die Intuition des Teams überlegen ist“, so der Leiter des Scientific Advisory Boards für das Shosholoza-Team, Professor Dr. Vincent Heuveline vom Rechenzentrum der Universität Karlsruhe.

T-Systems, offizieller Hauptsponsor des südafrikanischen America’s-Cup-Teams Shosholoza, unterstützt die Forschungs-Kooperation mit der Universität Karlsruhe unter anderem mit zwei Stellen. Darüber hinaus sind die Geschäftskundensparte der Deutschen Telekom und die Universität Karlsruhe (TH) beteiligt an der „Höchstleistungsrechner für Wissenschaft und Wirtschaft Betriebsgesellschaft mbH – hww”, die den Supercomputer mitbetreut. Mit 25 Teraflops zählt das System der hww zu den zehn leistungsfähigsten der Welt. T-Systems löst damit unter anderem Fragestellungen der Strömungssimulation für Kunden aus der Luftfahrtindustrie.