ultraFluidX - Hintergrund

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Was ist ultraFluidX?

ultraFluidX ist eine von der FluiDyna GmbH entwickelte Software zur Berechnung von physikalischen Strömungen in und um Körper. Sie beruht auf dem partikelbasierten Ansatz der als „Lattice-Boltzmann“ bezeichneten Methode.

Durch ihre ideale Parallelisierbarkeit eignet sich diese Methode bestens für die Berechnung auf massiv-paralleler GPU-Hardware. Bei Verwendung einer GPU erzielt die Software einen Geschwindigkeitszuwachs um das 20-fache gegen über der Berechnung auf einer Vielkern-CPU gleichen Entwicklungsstandes. Mit drei 3 GPUs ist die Arbeitsgeschwindigkeit 58-mal höher.

Welches Ziel verfolgt ultraFluidX?

Das Ziel der Entwicklung von ultraFluidX ist das Erreichen einer möglichst hohen Simulationsleistung bei hoher Genauigkeit der Ergebnisse. Dadurch lassen sich in der Industrie Kosten und Aufwände im Zusammenhang mit Strömungssimulationen stark reduzieren, was zur Entstehung neuer Märkte für Strömungssimulationen führt.

Wie funktioniert ultraFluidX und welches Potential bietet die Software?

Zur Steigerung der Rechenleistung und Verbesserung der Ergebnisqualität werden sowohl algorithmische, infrastrukturelle als auch modellbasierte Ansätze verfolgt. Algorithmische Verbesserungen, wie z.B. die Möglichkeit zur lokalen Verfeinerung der Zellenauflösung in der Nähe von Körpergrenzen oder in Bereichen starker Strömungsgradienten, erhöhen die Effizienz durch Reduktion der zu simulierenden Zellen ohne Einbußen bei der Ergebnisqualität.

Die Einbettung von Methoden zur Modellierung von Turbulenzeffekten reduziert die erforderliche Zellenanzahl zusätzlich und verbessert gleichzeitig die Genauigkeit der Ergebnisse durch anerkannte, modellhafte Annahmen zum Verhalten der Strömung.

Aktuell ist ultraFluidX in der Lage, Simulationsberechnungen auf mehrere, sich im selben Hostsystem befindliche GPUs, zu verteilen. Hierbei erzielt ultraFluidX eine nahezu ideale Skalierbarkeit.

Die Nutzbarkeit der Software wird zudem stetig weiterentwickelt. Gegenstand aktueller Entwicklung ist die Skalierbarkeit über Rechnergrenzen hinweg.

Dazu bietet die Software eine 3D Visualisierung an, durch die die Strömung bereits während der Simulation in Echtzeit analysiert und überwacht werden kann. Zum Datenaustausch mit externen Werkzeugen steht der Import von als STL-Dateien gespeicherten Geometrien zur Verfügung. Die Möglichkeit zum Export der Simulationsergebnisse  im weit verbreiteten EnSight-Format eröffnet die Nutzung sehr leistungsfähiger Postprocessing-Werkzeuge zur tiefgehenden Analyse.

Als Betriebssysteme können sowohl Windows als auch Linux genutzt werden.

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Frankfurt //
24. Jun. 2018
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