🤖 Главный «железный» вычислитель суперкомпьютерного Центра

В этом посте мы расскажем вам о высокопроизводительном вычислительном кластере нашего Центра - суперкомпьютере ТехноЦентр, который верой и правдой в режиме 24/7 проводит расчёты, помогая нашим учёным и студентам исследовать реальность с помощью численных физико-математических моделей и цифровых двойников.

⚙️ ТехноЦентр построен на основе современных технологий высокопроизводительных вычислений (HPC - High-Performance Computing). О возникновении его названия можно прочитать в этом посте.

🔹Сегмент графических ускорителей выполнен на основе архитектуры Nvidia Volta с поддержкой переменных двойной точности FP64, тензорных ядер и отказоустойчивой видеопамяти (ECC - Error-Correcting Code memory);
🔹Кластерная сеть реализована на неблокирующей архитектуре Nvidia/Mellanox Infiniband EDR dual-rail.
Эти технологии находят применение, например, в суперкомпьютере IBM Summit, занимающем 4-е место в мире по производительности согласно международному рейтингу TOП-500, о котором мы писали в одном из предыдущих постов;
🔹Сегмент центральных процессоров построен на архитектуре Intel Cascade Lake с поддержкой векторного расширения команд AVX-512, находящей применение, например, в суперкомпьютере Dell Frontera, занимающем 16-е место в рейтинге.

🤝 ТехноЦентр спроектирован и эксплуатируется при взаимодейтвии с вычислительным центром Управления информатизации нашего университета. С 2012 года Управлением информатизации создано и администрируется 9 вычислительных кластеров суммарной производительностью более 190 teraFlops.

👩‍🏫👨‍🏫 Самостоятельные работы на суперкомпьютере Центра входят в обязательную программу обучения и выполняются всеми студентами кафедры 97 суперкомпьютерного моделирования инженерно-физических процессов Института ЛаПлаз.

📈 В рамках федеральной программы поддержки Приоритет-2030 в этом году планируется увеличение вычислительных мощностей нашего главного расчётного инструмента!

📺 Рубрика «Жизнь нашей суперкафедры»

🤓 Готовь задачу летом, а первый расчёт по ней - осенью!

С таким девизом сегодня прошло первое слушание статуса выполнения научно-исследовательских работ наших ребят из группы Б19-221 - первого набора бакалавриата 97-ой кафедры суперкомпьютерного моделирования инженерно-физических процессов Института ЛаПлаз.

📋 На прошедшем мероприятии ребята рассказали об области своих научных исследований, сформулировали поставленную научным руководителем задачу, рассказали о методах её решения и представили первые полученные результаты, а также поделились дальнейшими планами по развитию своей работы.

💥🚀🪐 Стоит отметить, что спектр тематик научно-исследовательских проектов оказался крайне интересным и богатым: детонация, взаимодействие лазерного излучения с веществом, плазменные двигатели, проникновение жидкости через пористую среду, распространение SARS-CoV-2 и даже астрофизика! Поставленные перед ребятами задачи связаны с численным моделированием и разработкой собственных программных кодов, аналитическими исследованиями уравнений и структур их решений, а некоторые из них предполагают использование сложных прикладных программных комплексов (например, Логос).

🌱 Это мероприятие только открывает цикл подобных слушаний, цель которых - максимально прокачать наших ребят к защите своих дипломных проектов летом следующего года, дать полноценную и профессиональную обратную связь для подготовки сильных выпускных квалификационных работ с расчётом на то, что их исследования найдут своё продолжение уже в магистратуре нашей кафедры!

Так держать, сегодня вы были большие молодцы!💫

📺 Рубрика «Научная библиотека»

⚡️ Устойчивая плазма для управляемого термоядерного синтеза

На эту интригующую и важную с прикладной точки зрения тему в одном из ведущих российских математических научных журналов «Дифференциальные уравнения» была опубликована статья, авторами которой стали заместитель директора нашего Центра суперкомпьютерного моделирования Евгений Степин и выдающийся учёный Константин Владимирович Брушлинский, доктор физико-математических наук, профессор, пионер вычислительной математики и крупный специалист в области математического моделирования плазменной техники.

🔸 Главной темой статьи стал вопрос об устойчивости плазмы, находящейся в равновесии в магнитных ловушках, которые разрабатываются в связи с перспективой реализации управляемого термоядерного синтеза и получения дешёвой и экологически чистой термоядерной энергии в промышленном масштабе.

🧲♨️ Основное назначение магнитных ловушек - это не дать разогретой до гигантских температур плазме соприкасаться с конструкционными элементами термоядерного реактора во избежание его разрушения. В статье рассматриваются ловушки перспективного класса «Галатея». В этих ловушках удерживающее плазму магнитное поле создаётся проводниками с током, погружёнными в плазму, но с ней не соприкасающимися. Благодаря этому, ловушки-Галатеи обладают богатым спектром возможных конфигураций магнитного поля, что позволяет рассчитывать на более эффективное удержание.

⚖️ Задача стабилизации плазмы на протяжении достаточно длительного периода времени в рабочей области термоядерного реактора является одной из центральных на пути к промышленной термоядерной энергетике.

🖥🔢 С использованием аппарата математического моделирования и вычислительного эксперимента авторами статьи были сформулированы качественные и количественные условия, влияющие на устойчивость плазмы в ловушках типа «Галатея-Пояс» с двумя токонесущими проводниками. Устойчивость была рассмотрена относительно малых возмущений физических параметров плазмы и магнитного поля, которые неминуемо могут возникать в процессе работы реактора, а также продемонстрирована динамика их развития. Над громоздкими расчётами этой задачи трудился наш «железный» вычислитель - суперкомпьютер ТехноЦентр.

#термоядернаяэнергетика #управляемыйтермоядерныйсинтез #УТС #суперкомпьютерноемоделирование
#вычислительныйэксперимент
#цифровойдвойник

📚 P.S. На сегодняшний день публикационная активность является одним из главных критериев успешной и эффективной работы учёного-исследователя и научных коллективов, отражая их вклад в мировую копилку знаний, доступную для всего научного сообщества.

📺 Рубрика «Новости индустрии цифровых двойников»

Французская компания Cerfacs, специализирующаяся на высокопроизводительном численном моделировании для решении научно-технических задач, выполнила первый в мире суперкомпьютерный расчёт целого газотурбинного двигателя.

Расчёт был выполнен в LES-постановке с использованием программного кода собственной разработки AVBP

💽🔥 Программный код AVBP, построенный на основе LES-подхода (Large Eddy Simulation - метод крупных вихрей), о котором мы подробнее расскажем в одном из наших следующих постов, позволяет проводить расчёты нестационарных сжимаемых потоков с учётом процессов горения. В качестве численного алгоритма решения задачи в LES-постановке в коде используется высокоточный разрывный метод Галеркина, который применяется на неструктурированных гибридных сетках, что позволяет разрешать сложную геометрию процесса.

🧩 Все составляющие двигателя - вентилятор, входные направляющие аппараты, центробежный компрессор и камера горения - были смоделированы отдельно и затем собраны в единую картину цельного мультифизического многомасштабного процесса.

💫 Ставьте лайки, подписывайтесь на канал, распространяйте ссылку для всех неравнодушных к тематике - впереди ещё больше суперинтересных новостей и фактов!

Жмите и смотрите визуализацию этого сложного вычислительного эксперимента