Турбулентность представляет собой многофакторное явление, оказывающее влияние на различные аспекты нашей жизни, от обычной воды, текущей из крана, до химических процессов в реактивных двигателях, обеспечивающих работу самолётов. Тем не менее, несмотря на то, что турбулентность встречается повсюду, она продолжает оставаться одной из наименее исследованных тем в физике.
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 прожемонстрировала принципы расширенного программирования GPU, которые могут быть полезны в других областях, особенно тех, где важны псевдоспектральные методы.
"В ряде научных дисциплин существовало мнение, что проводить вычисления такого уровня невозможно, однако мы смогли реализовать это даже раньше, чем ожидали. Наши исследования в области моделирования турбулентности также иллюстрируют несколько принципов продвинутого программирования на GPU, которые могут быть полезны и в других сферах. Прогнозируется, что научное воздействие наших симуляций на экстремально больших масштабах будет дополнительно усилено благодаря открытой передаче данных в рамках проекта базы данных турбулентности Университета Джонса Хопкинса, поддерживаемого Национальным научным фондом", - отметил профессор Йенг.
Новый уровень осознания турбулентности способен оказать серьезное влияние на множество сфер, начиная от аэрокосмической отрасли и заканчивая химической промышленностью. Используя вычислительные мощности суперкомпьютера Frontier, ученые получают возможность глубже изучить и смоделировать явления турбулентности, что открывает двери для появления новых технологических прорывов.
