ABD’deki araştırmacılar, Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı’nın (LLNL) eksaskala süper bilgisayarı El Capitan’ı kullanarak bugüne kadar yapılan en büyük akışkanlar dinamiği (HAD) simülasyonunu gerçekleştirdi. Tek bir HAD probleminde bir katrilyon serbestlik derecesi sınırı aşıldı. Simülasyon roket motorlarının eşzamanlı çalışmasıyla ortaya çıkan türbülanslı egzoz etkileşimlerine odaklandı.
ROKET DUMANI ETKİLEŞİMİ
Araştırma ekibi, birden fazla roket motorunun aynı anda ateşlendiği bir senaryonun egzoz akışını simüle ederek roket-roket dumanı etkileşimlerini inceledi. Söz konusu yöntem, uçak gürültüsü tahmini ve biyomedikal akışkanlar dinamiği gibi farklı yüksek hızlı akış problemlerine uyarlanabiliyor. LLNL Baş Teknoloji Sorumlusu Bronis R. de Supinski, El Capitan’ın bu tür çalışmalar için özel olarak tasarlandığını belirterek, sistemin yüksek ölçekli simülasyonlarda gösterdiği performansa dikkat çekti.
YENİ DÜZENLEME TEKNİĞİ
Ekip, simülasyonda Georgia Tech, NYU Courant ve Cornell araştırmacılarının geliştirdiği Bilgi Geometrik Düzenleme (IGR) yöntemini kullandı. Yöntem, yüksek hızlı sıkıştırılabilir akışlarda şok düzenlemesini iyileştirmeyi hedefliyor. Araştırma ekibi, önceki yöntemlere kıyasla 80 kat hızlanma, 25 kat daha düşük bellek kullanımı ve enerji tüketiminde 5 katın üzerinde azalma sağlandığını bildirdi.
SİSTEM ÖLÇEKLENDİRİLDİ
Ekip, El Capitan’da 11.136 düğüm ve 44.500’den fazla AMD Instinct MI300A hızlandırıcısını kullanarak 500 trilyon grid noktası ve 500 katrilyon serbestlik derecesine ulaştı. Çalışma, daha sonra ORNL’nin Frontier süper bilgisayarına da genişletilerek bir katrilyon serbestlik derecesi aşılmış oldu. Simülasyonlar, açık kaynaklı MFC kodu ile yürütüldü.
FIRLATMA ARAÇLARINA YÖNELİK ÇALIŞMA
Ekip, ticari uzay uçuşlarında kullanılan çok motorlu fırlatma sistemlerinin egzoz akışlarının karmaşık etkileşimler oluşturduğunu belirtti. Birden fazla motorun eşzamanlı olarak ürettiği sıcak gazların araç tabanına yönelmesi, görev güvenliğini tehdit edebiliyor. Çalışmanın, bu tür tasarımlarda fiziksel testlerin yerini daha ayrıntılı simülasyonların almasına katkı sağlaması bekleniyor.
