Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Größte europäische Supercomputersimulation zur Feinstruktur der Turbulenz

07.11.2006
Ilmenauer, Marburger und italienische Turbulenzforscher haben im Rahmen eines europaweiten Wettbewerbes 800.000 Stunden Supercomputerrechenzeit erhalten, um tief in die strukturellen Details einer turbulenten Strömung hineinzuschauen.

Die Simulationen werden Aufschlüsse über die Dynamik und die Organisation eines der komplexesten Naturphänomene liefern und werden am Neumann Institut für Computing im Forschungszentrum Jülich durchgeführt.

Beim Begriff der Turbulenz fallen uns stark verwirbelte Strömungsmuster ein, wie sie schon Leonardo da Vinci skizziert hat und wie wir sie heute jeden Abend bei der Wettervorhersage sehen können. Es ist eine grundlegende Frage der Turbulenzforschung, wie dieser Tanz der Wirbel umeinander und ihr ständiges Werden und Vergehen erfasst und vorhergesagt werden kann. Die miteinander wechselwirkenden Strömungswirbel können im gewissen Sinne als die "Atome" der Turbulenz angesehen werden. Anders als die Bausteine der Materie können sie allerdings von sehr unterschiedlicher Größe sein: nach oben sind sie nur durch die Abmessungen der Strömung limitiert, nach unten durch die Skalen, auf denen die viskose Reibung dominiert.

Die hierarchisch organisierte Verteilung über all diese Längen ist ein charakteristisches Merkmal für ein hochgradig komplexes System. Ein Verständnis der Organisationsstrukturen und -mechanismen hilft dann bei der Erklärung von Wolkenbildung und Regenentstehung oder bei der Verbrennung in Motoren.

Die Gleichungen, die turbulente Strömungen beschreiben, sind seit über 150 Jahren bekannt. Die Rückkopplungen der Strömung auf sich selbst machen die Gleichungen allerdings nichtlinear, so dass kaum analytische Lösungen bekannt oder möglich sind.

... mehr zu:
»Supercomputer

Um Einsichten in das Verhalten der Strömungen zu gewinnen, ist man daher auf numerische Simulationen angewiesen. Mit der jüngsten Generation von Supercomputern, bei denen sich Tausende von Prozessoren die Rechenarbeit teilen, gelingt es nun, die vielen Milliarden Gleichungen, die für die Beschreibung einer turbulenten Strömung erforderlich sind, numerisch zu lösen.

Professor Jörg Schumacher (Fakultät für Maschinenbau der TU Ilmenau) und Professor Bruno Eckhardt (Fachbereich Physik der Universität Marburg) ist nun zusammen mit Professor Katepalli R. Sreenivasan vom International Centre for Theoretical Physics in Triest (Italien) ein Supercomputing-Projekt bewilligt worden, bei dem die bisher größte derartige Simulation zur Feinstruktur der Turbulenz im Rahmen der Europäischen DEISA-Initiative (Distributed European Infrastructure for Supercomputer Applications) durchgeführt werden wird.

Anders als bei vielen anderen Simulationen, bei denen versucht wird, den Grad der Turbulenz sehr hoch zu treiben, sollen hier die Wirbel in bisher unerreichtem Detail, vom größten bis zum kleinsten "Turbulenzatom", aufgelöst werden. Die engmaschige Vernetzung der Wirbel untereinander wird dann Aussagen über das turbulente Verhalten auf vielen Skalen ermöglichen.

Das "numerische Experiment" findet auf einem massiv parallelen Supercomputer am Neumann Institut für Computing am Forschungszentrums Jülich statt. Das dort 2004 eingeweihte JUMP-Cluster mit 1312 Prozessoren ist einer der leistungsfähigsten Rechner in Europa. Die Betreuung des Experiments erfolgt von Ilmenau aus über Hochleistungsdatenleitungen.

Weitere Informationen:
Technische Universität Ilmenau
Professor Jörg Schumacher, Fakultät für Maschinenbau,
Fachgebiet Theoretische Strömungsmechanik,
Tel. 03677-69-2428, 03677-69-1281
E-Mail: joerg.schumacher@tu-ilmenau.de

Wilfried Nax M.A. | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-ilmenau.de

Weitere Berichte zu: Supercomputer

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Klein bestimmt über groß?
29.03.2017 | Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation

nachricht Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet
29.03.2017 | Technische Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet

Wie kann man Quanteninformation zuverlässig übertragen, wenn man in der Verbindungsleitung mit störendem Rauschen zu kämpfen hat? Uni Innsbruck und TU Wien präsentieren neue Lösungen.

Wir kommunizieren heute mit Hilfe von Funksignalen, wir schicken elektrische Impulse durch lange Leitungen – doch das könnte sich bald ändern. Derzeit wird...

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Organisch-anorganische Heterostrukturen mit programmierbaren elektronischen Eigenschaften

29.03.2017 | Energie und Elektrotechnik

Klein bestimmt über groß?

29.03.2017 | Physik Astronomie

OLED-Produktionsanlage aus einer Hand

29.03.2017 | Messenachrichten