Турбулентность — это сложное явление, которое влияет на повседневную жизнь, начиная от воды, которая течёт из крана, до химических реакций в реактивных двигателях, которые приводят в движение самолёты. Однако, несмотря на повсеместное присутствие, турбулентность остаётся плохо изученной областью физики.
Но благодаря мощностям самого быстрого компьютера в мире, Frontier, исследователи из Georgia Tech сделали значительный шаг вперёд в понимании турбулентности. Используя возможности компьютера, который может выполнять квинтиллион операций в секунду, исследователи смогли создать модели в чрезвычайно высоком разрешении, которые позволяют им лучше понять природу турбулентности.
«Турбулентность — очень сложное явление. Теории неполны, а лабораторные измерения трудны. Ожидается, что разрешение Frontier, превышающее 5 триллионов точек сетки, приведёт к новым открытиям, которые, в свою очередь, могут способствовать прогрессу в моделировании, где как предположения, так и прогнозы можно будет проверять численно», — сказал профессор П. К. Йенг, руководитель исследовательской группы.
Исследователи использовали мощные графические процессоры Frontier для вычисления и создания моделей в чрезвычайно высоком разрешении. Их работа продемонстрировала принципы расширенного программирования GPU, которые могут быть полезны в других областях, особенно тех, где важны псевдоспектральные методы.
«Во многих научных областях люди считали, что вычисления такого масштаба невозможны, но теперь мы достигли этого, и даже раньше, чем предполагалось. Наша работа по моделированию турбулентности также демонстрирует несколько принципов расширенного программирования GPU, представляющих интерес в других областях. Ожидается, что научное влияние наших экстремальных масштабных симуляций будет ещё больше усилено за счёт публичного обмена данными в партнёрстве с поддерживаемым Национальным научным фондом проектом базы данных турбулентности Университета Джонса Хопкинса», — сказал профессор Йенг.
Прорыв в понимании турбулентности может иметь значительные последствия для различных областей: от аэрокосмической техники до химической промышленности. Благодаря мощностям компьютера Frontier, исследователи могут лучше понять и моделировать турбулентность, что может привести к новым технологическим инновациям.