Partner: Hydrograv GmbH
Odvětví: vodohospodářský průmysl
Hydrograv je spin-off společností Technologického institutu v Karlsruhe – Institutu pro hydromechaniku a Technické univerzity v Drážďanech – Institutu vodního hospodářství. Tyto instituce patřící mezi mezinárodní špičky ve svých oborech jsou alfou a omegou v optimalizaci čistíren odpadních vod a obě instituce intenzivně pracují na vývoji simulačních nástrojů pro řešení problémů dynamiky tekutin. Hydrograv v unikátní podobě využívá svého mezioborového pokročilého know-how v oblasti moderních technologií ve vodohospodářství.
Společnost Hydrograv vyvíjí inovativní a efektivní řešení pro optimalizaci vodohospodářských systémů založené na výpočetních metodách dynamiky tekutin (CFD) s uvážením vícefázového proudění. CFD simulace vícefázového proudění jsou časově velmi náročné a klíčovým faktorem pro urychlení celého procesu je využití superpočítačů. Hydrograv používá pro své simulace osvědčený open source kód OpenFOAM. Ačkoli je pro OpenFOAM k dispozici několik srovnávacích testů, je obtížné tyto výsledky aplikovat na jiné superpočítače, které se liší hardwarovou architekturou a používaným softwarem.
Společnost Hydrograv společně s českým Národním centrem kompetence pro HPC podala žádost v rámci výzvy EuroHPC Benchmark and Development Access a získala přístup k superpočítači Karolina, který provozuje IT4Innovations národní superpočítačové centrum. Na tomto superpočítači provedla společnost Hydrograv testy škálovatelnosti kódu OpenFOAM na jednom ze svých testovacích příkladů. Celkem byly použity čtyři různé výpočetní modely z hlediska velikosti sítě (1 milion buněk, 6 milionů buněk, 11 milionů buněk a 17,5 milionů buněk), aby bylo možné získat komplexní informace. Všechna tato nastavení byla spuštěna s použitím jednoho, dvou a tří výpočetních uzlů Karoliny, aby bylo možné vyhodnotit chování řešiče na více výpočetních uzlech. V případě, že byl použit pouze jeden výpočetní uzel, byly provedeny výpočty s 1, 16, 32, 64, a 128 výpočetními jádry.
Z pohledu uživatelů bylo důležité zjistit, jaké jsou požadavky na takové simulace v reálném čase a samozřejmě jaké náklady by bylo třeba vynaložit pro další takové simulace. Pro společnost Hydrograv bylo podstatné, aby byl simulační nástroj OpenFOAM schopen vyhodnotit, kde jsou tzv. „výkonnostní zlomy”. Tedy jaký počet procesorů má být ideálně využit z hlediska efektivity, tj. jak z hlediska rychlosti, tak z hlediska nákladů na výpočet.
Přínosem spolupráce byl komplexní přehled o výkonu konkrétní HW konfigurace, úspora času a nákladů díky zrychlení simulací CFD s využitím superpočítače Karolina.