Simulazioni CFD accelerate ad alta fedeltà

Gli strumenti CFD vengono usati sempre di più nelle prime fasi di progettazione a causa della loro affidabilità e della flessibilità più elevata. I grandi progressi nella modellazione fisica del flusso d’aria, degli algoritmi numerici e della potenza del computer vengono sfruttati per il design del velivolo e delle vetture. Ma non siamo ancora giunti alla conclusione.

Le simulazioni CFD sono intense a livello computazionale. La simulazione di una vettura o di un velivolo nella configurazione di atterraggio richiede la geometria definita da migliaia di superfici, discretizzata da centinaia di milioni di elementi. Il confronto di varie alternative per consentire la ricerca più veloce mediante la CFD è stato lo scopo del progetto E-CFD-GPU (Efficient CFD multi-physics programming research), finanziato dall’UE.

Strumenti come HexpressTM/Hybrid progettati per mescolare geometrie complesse, il modulo di accelerazione della convergenza CPU Booster e la sua estensione hanno consentito grandi miglioramenti in diverse fasi della catena di calcolo. Ad esempio, l’accelerazione con il modulo CPU Booster TM può offrire un guadagno fino a cinque volte nella velocità della convergenza.

È stata esplorata anche la tecnologia dell’unità di elaborazione grafica a scopo generale (GPU) per accelerare i calcoli intensi a livello computazionale. La capacità delle GPU di simulare il comportamento di flusso di fluidi complessi è stata dimostrata dal lavoro pionieristico del team E-CFD-GPU.

Infine, notevoli sforzi sono stati rivolti alla semplificazione dell’ambiente di simulazione. Tra gli esiti del progetto ci sono stati algoritmi efficienti sviluppati per una piattaforma di simulazione a più utenti, multi-fisica che sfrutta le architetture dell’hardware moderno. Il team E-CFD-GPU è certo che questi miglioramenti nel software CFD avranno un forte impatto sulla competitività europea.