Die numerische Strömungssimulation erhält Unterstützung durch Grid-Computing

Die verstärkte Rechenleistung in den letzten Jahren hat dazu beigetragen, das Potenzial der numerischen Strömungssimulation (CFD – Computational Fluid Dynamics) zu nutzen, um langjährige Probleme der Strömungsdynamik zu lösen. Da wir das Leistungsvermögen der einzelnen Computer fast ausgeschöpft haben, ist ein neues Paradigma in den Vordergrund gerückt, das die Rechenleistung mehrerer miteinander vernetzter Geräte bündelt. Das so weit bekannte Grid-Computing verändert derzeit gebräuchliche Forschungsmethoden. CFD bildet dabei keine Ausnahme.

Das IST-Programm (Information Society Technologies) finanzierte sechs Organisationen, damit diese die erforderliche Infrastruktur entwickeln, um Grid-Computing in die CFD einzuführen. Das wichtigste Ergebnis des Projekts ist das APUS-CFD-Lösungsprogramm, das numerische Methoden zur Berechnung von Navier-Stokes-Gleichungen verwendet.

Symban Power Systems Ltd., ein Partner des FLOWGRID-Projekts, brachte ein vorhandenes CFD-Lösungsprogramm in die Grid-Umgebung ein. Die Bereichsdekomposition war entscheidend, damit das CFD-Lösungsprogramm effizient im Parallelmodus arbeiten konnte. Außerdem war eine Trennung der Kommunikationsaufgaben, die über die Message Passing Interface MPICH-G2 gesteuert werden, von den mathematischen Berechnungen notwendig. Zusätzlich dazu wurden Schnittstellen für die einfache Modifizierung der CFD-Komponenten entwickelt.

Im Anschluss an die Entwicklungsphase wurde das APUS-CFD-Lösungsprogramm von zwei FLOWGRID-Partnern in Spanien und Griechenland getestet. Die Ergebnisse waren positiv und schufen einen Präzedenzfall für Linux-Cluster und weitere Konfigurationen. Auf der Grundlage dieser motivierenden Ergebnisse plant das FLOWGRID-Konsortium nun die Vermarktung des APUS-CFD-Lösungsprogramms. Dabei zielt man auf die Automobilindustrie, den Luft- und Raumfahrtssektor sowie zahlreiche andere Branchen ab, in denen CFD ein fester Bestandteil der Produktentwurfsphase ist.