Un estudiante de doctorado en la Universidad de Manchester ha desarrollado un nuevo método y software para utilizar la tecnología de los juegos de computadora para simulaciones científicas y de ingeniería complejas.
Las tarjetas gráficas potentes, también conocidas como unidades de procesamiento gráfico GPU, se usan generalmente para crear juegos ultrarrápidos y visuales realistas para consolas de juegos, computadoras personales y computadoras portátiles. Pero recientemente, la GPU se ha convertido en una tecnología para acelerar las simulaciones científicas, ejecutando algunas aplicaciones más de 100 veces más rápido que las computadoras convencionales.
Usando esta tecnología, Alex Chow, de la Escuela de Ingeniería Mecánica, Aeroespacial y Civil, ahora está creando simulaciones a gran escala de 'flujos de fluidos violentos' que incluyen poderosas olas oceánicas que chocan contra turbinas eólicas marinas para predecir sus fuerzas de impacto potenciales en las estructuras.La creación de simulaciones informáticas complejas y precisas generalmente se realiza en una llamada 'supercomputadora'. En lugar de ser una máquina individual, una supercomputadora en realidad está compuesta por cientos de unidades centrales de procesamiento CPU conectadas con hasta miles de núcleos informáticos.se necesitan computadoras potentes porque estas simulaciones grandes tienen miles de millones de cálculos y millones de puntos de datos. Este tipo de máquinas, aunque extremadamente potentes, son muy caras, incluso con pequeños grupos que van desde cientos de miles de libras hasta millones de libras. También usan grandescantidades de energía y solo son accesibles para un pequeño número de investigadores y científicos.
El beneficio de usar una unidad de procesamiento gráfico GPU es que son mucho más baratos y eficientes en energía en comparación con las supercomputadoras habituales necesarias para hacer simulaciones tan complejas. Algunas GPU son lo suficientemente compactas como para caber en una computadora portátil, mientras que las supercomputadoras pueden requerir un conjuntohabitación o instalación dedicada.
Alex ha desarrollado un software de computadora a partir del código de fuente abierta "DualSPHysics" para el método de simulación científica "Hidrodinámica de partículas suavizadas incompresibles ISPH" para ejecutar en una GPU para simular flujos hidrodinámicos agua complejos y violentos. El nuevo códigoes capaz de calcular millones de puntos de datos en un solo dispositivo para aplicaciones reales de ingeniería 3D. Un desafío clave que Alex ha necesitado superar en la investigación es el requisito de resolver sistemas matemáticos de millones de ecuaciones simultáneas que cambian constantemente a lo largo de una simulación.
Él dice: "El uso de este tipo de tecnología reduce los costos de las simulaciones científicas complejas de cientos de miles de libras a solo un par de miles. Una ventaja es que la mayoría de los investigadores y las pequeñas empresas de ingeniería pueden permitirse un portátil relativamente potente /computadora con una GPU de calidad para que este tipo de simulación e investigación sea aún más accesible "
Hablando de su proyecto, Chow agregó: "La cantidad de energía producida a partir de ambientes marinos está aumentando a medida que el mundo trata de cumplir con los objetivos energéticos del mundo, pero el ambiente oceánico puede ser muy violento y duro, por lo que diseñar estructuras de manera eficiente para estos entornoses una tarea difícil. El uso de experimentos físicos puede ser extremadamente poco práctico y no representativo del problema. Estas simulaciones permiten a los ingenieros e investigadores tomar decisiones importantes sobre el diseño de una estructura sin tener que invertir en visitas al sitio y experimentos costosos ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Manchester . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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