Karen Tomko van het Ohio Supercomputer Center (OSC), doctoraat, en Robert Dodds van de Universiteit van Illinois/Urbana, doctoraat, heeft onlangs een project afgerond dat de simulatiemogelijkheden van productie-ingenieurs aanzienlijk zal verbeteren.

Tomko en Dodds waren co-hoofdonderzoekers van het Intel Parallel Computer Center-project, een tweejarig project met als doel de code te moderniseren WARP3D, een open-sourcecode die door ingenieurs wordt gebruikt om het robotlasproces voor zwaar materieel te optimaliseren. Het is een code die in de industrie wordt gebruikt, overheidslaboratoria en de academische wereld voor 3-D niet-lineaire analyse van vaste stoffen met behulp van eindige elementen.

Het Intel PCC-programma verstrekt financiering aan universiteiten, instellingen, en onderzoekslaboratoria om belangrijke gemeenschapscodes te moderniseren die in een breed scala van disciplines worden gebruikt om te draaien op de huidige state-of-the-art parallelle architecturen. De primaire focus ligt op het moderniseren van applicaties om het parallellisme en de schaalbaarheid te vergroten door optimalisaties die gebruikmaken van cores, caches, draden, en vectormogelijkheden van microprocessors en coprocessors.

"Het was absoluut een interessant project omdat WARP3D is ontwikkeld als onderzoekscode, maar het heeft zeer praktische toepassingen in de industrie, dus dat maakt het meer de moeite waard, " zei Tomko, directeur onderzoekssoftwaretoepassingen bij OSC. "Het gaat meer doen dan alleen een onderzoekspaper produceren. Het gaat mensen helpen bij het ontwerpen van zwaar materieel, het zal worden gebruikt door industriële ingenieurs, in de energiesector en andere sectoren werken met grote structuren."

Het code-moderniseringsproject was een gezamenlijke inspanning van Tomko en Dodds, een code-ontwikkelaar en emeritus hoogleraar aan de Universiteit van Illinois/Urbana, samen met OSC's Samuel Khuvis, doctoraat, ingenieur voor wetenschappelijke toepassingen, en Jeremy Nicklas, doctoraat, web- en interface-app-engineer.

"Dit was een project waar ik om twee redenen in geïnteresseerd was, " zei Dodds. "Het was een kans om te blijven werken met de OSC-applicatiegroep, met Karen en haar staf, evenals de interacties die we zouden hebben met de technische mensen van Intel. Het was ook een gelegenheid om de belangrijkste onderdelen van onze code opnieuw te onderzoeken, om de prestaties en betrouwbaarheid te verbeteren."

Het belangrijkste doel en de voltooiing van het project was het verbeteren van de code, zodat deze op meerdere knooppunten op een supercomputer kon draaien met behulp van Message Passing Interface (MPI), een draagbaar systeem voor het doorgeven van berichten dat werkt op een groot aantal parallelle computers.

"We hebben grotere, complexere modellen die moeten worden gesimuleerd, "Zei Tomko. "Gebruikers kunnen dezelfde invoerbestanden gebruiken, of ze nu op twee knooppunten draaien, vier knooppunten of acht knooppunten, en dat was niet het geval toen we begonnen."

Het vermogen om grotere problemen op te lossen is een groot voordeel voor bedrijven als Caterpillar en EMC2, waarmee Dodds nauw samenwerkt op het gebied van fabricageonderzoek en -ontwikkeling. Deze codeverbeteringen zullen Caterpillar en andere zware machinebedrijven helpen om hun lassimulaties te optimaliseren.

"Het is interessant om de vervormingen van deze grote componenten te voorspellen die worden veroorzaakt door het robotlasproces, " zei Dodds. "Het is een behoorlijk zware rekenkundige uitdaging.

"Wat betreft de efficiëntie van de code en de betrouwbaarheid van de code, we kunnen aanzienlijk grotere getallen oplossen dan we voorheen aankonden. Het geeft ons vertrouwen in de toekomst dat het kan worden gebruikt in simulaties voor productieontwerp, maar ook voor defectbeoordeling van bestaande componenten."

Omdat deze code open source is, het biedt een groot voordeel voor kleinere en middelgrote bedrijven, volgens Dodds.

"Het aspect technologieoverdracht hiervan is absoluut cruciaal, "zei hij. "Zodra je weg bent van de grootste bedrijven, de mogelijkheid om toegang te krijgen tot de technische expertise die nodig is om een ​​proefondervindelijke methode van fabricageontwerp te verbeteren, in tegenstelling tot een op simulatie gebaseerd ontwerp, wordt het al snel een enorme uitdaging als u in omvang van bedrijven inkrimpt. Voorzieningen zoals OSC, waar bedrijven terecht kunnen voor ondersteuning en het gebruik van open source software, is absoluut cruciaal."

De code is al gebruikt door een mix van academische, industrie, en overheidslaboratoria over de hele wereld, met duizenden downloads in het afgelopen jaar.