Strömungssimulation als Anwendung für Grid Computing
Zum 1. September 2005 haben fünf Community-Projekte und das D-Grid Integrationsprojekt im Rahmen des D-Grid-Verbundes begonnen, eine nachhaltige Grid-Infrastruktur in Deutschland aufzubauen. Mit Hilfe dieser Infrastruktur sollen Methoden der so genannten e-Science in der deutschen Wissenschaft etabliert werden. Die Community-Projekte werden gemeinsam mit dem Integrationsprojekt eine allgemeine und nachhaltige Grid-Basis-Infrastruktur entwickeln, die der gesamten deutschen Wissenschaft in Zukunft zur Verfügung stehen wird. Das IHS ist einer von acht Partnern in InGrid (Innovative Grid-Entwicklungen für ingenieurwissenschaftliche Anwendungen), einem der fünf Community Projekte, das im Rahmen der D-Grid Initiative vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wird (vgl. www.d-grid.de, www.ingrid-info.de).
(von www.d-grid.de)
Ein Grid ist eine Art verteiltes System, das aus verschiedenen Rechnern besteht. Meistens bezeichnet ein Grid den Zusammenschluss verschiedener Cluster, Parallel- und Vektorrechner. Diese können untereinander Daten austauschen und ermöglichen somit die Berechnung sehr grosser Probleme. Gleichzeitig werden verfügbare Ressourcen besser ausgelastet und damit Kosten reduziert.
Das Community-Projekt InGrid ermöglicht grid-basierte Anwendungen und effiziente Nutzung gemeinsamer Rechner- und Software-Ressourcen für ingenieurwissenschaftliche Projekte. Durch den flexiblen Einsatz von Grid-Technologien sollen Modellierungs-, Simulations- und Optimierungskompetenz zusammengeführt sowie die effiziente gemeinsame Nutzung von Ressourcen ermöglicht werden. Das Projekt positioniert sich sowohl in der Grundlagenforschung als auch in der anwendungsnahen Forschung zur Etablierung einer grid-basierten, vernetzten Softwareinfrastruktur zur Unterstützung ingenieurwissenschaftlichen Arbeitens.
Aufgaben des IHS sind vor allem die Erstellung eines Simulations-Grid-Services, der auf FENFLOSS basiert sowie die Bereitstellung von Grid-Services zur Geometriemodellierung von Bauteilen hydraulischer Maschinen und Anlagen. Als Portal dienen dabei entweder der am IHS mit dem HLRS zusammen entwickelte virtuelle Prototypenprüfstand, basierend auf der Visualisierungssoftware des HLRS, COVISE oder ein auf Gridshere basierendes Portal, das von den Projektpartnern der Universitäten Siegen und Marburg entwickelt wird.
Das IHS liefert wichtige Anwendungen aus dem Bereich der Strömungssimulation, Strömungsstrukturwechselwirkungen. Der Einsatz von Grid-Computing für praxisrelevante Ingenieursprobleme steht dabei im Vordergrund. Bei den genannten Anwendungen handelt es sich meist um sehr grosse Probleme. Strömungsstrukturwechselwirkungen gehören ausserdem zu so genannten Multiphysicsproblemen. Die optimale Simulation dieser Probleme erfordert oft je nach Feld unterschiedliche Rechnerarchitekturen und -ressourcen. Durch die Nutzung verschiedener Architekturen in einem Grid kann hier also die beste Lösung zur Berechnung solcher Probleme gefunden werden. Durch die Untersuchungen des IHS zusammen mit dem Partner der Fraunhofer Gesellschaft, werden hier wichtige Erkenntnisse gewonnen, um zukünftige Konzepte zu optimieren. Die am Ende des Projekts verfügbare Umgebung gibt vielen Unternehmen die Möglichkeit zur Nutzung von Soft- und Hardwareressourcen, die in der Regel ausserhalb deren finanzieller Möglichkeiten liegen.
(Quellen: www.hlrs.de und DLR) Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Felix Lippold