NextSim - Kollaborative Entwicklung des Strömungslösers der nächsten Generation

Im Rahmen des European High-Performance Computing Joint Undertaking (EuroHPC), bringen die internationalen Partner im Projekt NextSim deshalb nun ihre Expertise aus den Bereichen Hochleistungsrechnen und numerischer Aerodynamik mit industrieller Erfahrung der Flugzeugentwicklung zusammen, um die Leistungsfähigkeit des neu entwickelten Strömungslösers CODA zu steigern und für den Einsatz auf moderner, auch heterogener HPC-Hardware vorzubereiten. Derzeitige industrielle Strömungslöser sind zwar auf dem neuesten Stand der Technik, nutzen aber die immensen Möglichkeiten neuer Hardware-Architekturen, wie Streaming-Prozessoren oder Many-Core-Plattformen, nicht ausreichend aus. Die Projektbeteiligten konzentrieren sich aus diesem Grund auf Algorithmen und High Performance Computing (HPC), um die Weiterentwicklung von Simulationswerkzeugen zu ermöglichen, die den Bedürfnissen der europäischen Luftfahrtindustrie entsprechen.

In NextSim liegt der Fokus der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zudem auf der Weiterentwicklung des numerischen Strömungslösers CODA (Finite-Volumen- und Discontinuous-Galerkin-Schemata hoher Ordnung). CODA wird zukünftig der neue Referenzlöser für aerodynamische Anwendungen innerhalb der AIRBUS-Gruppe sein und wird einen bedeutenden Einfluss auf die Luftfahrtbranche haben. Um aufzuzeigen, dass CODA Vorteile gegenüber derzeitiger industrieller Strömungslöser hinsichtlich der erforderlichen Genauigkeit und der Rechenkosten mitbringt, hat AIRBUS eine Reihe von marktrelevanten Problemen definiert, deren numerische Simulation nach wie vor eine Herausforderung für die Luftfahrtindustrie darstellt.

NextSIM teilt sich in drei Arbeitsbereiche auf:

• Algorithmen für die Steigerung der numerischen Effizienz
• Algorithmen für das Datenmanagement
• effiziente Implementierung dieser Algorithmen für die Nutzung modernster HPC-Plattformen

Die erarbeiteten Projektergebnisse aus NextSim sollen der wissenschaftlichen Community durch das Konzept der sogenannten Mini-Apps zur Verfügung gestellt werden. Dabei handelt es sich um kleine Softwarepakete mit Open-Source-Komponenten. Sie demonstrieren die Anwendung der neuartigen mathematischen Methoden und Algorithmen, die in CODA entwickelt wurden.