Simulationsanwendungen

Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI

BePhaSys

Entwicklung eines neuen Verfahrens zur Berechnung von multikomponentigen Phasengleichgewichten in Systemen mit beliebiger Zahl von Mischphasen und reinen Sto ffen.

GASPI

Im Projekt GASPI (Global Address Space Programming Interface) wird ein neues Programmierparadigma entwickelt, welches die Skalierbarkeit von Anwendungen auf heterogenen Multicore-Systemen ermöglicht. Der PGAS (Partitioned Global Address Space) Ansatz bietet dem Softwareentwickler einen abstrakten gemeinsamen Adressraum, ein Thread-basiertes Programmiermodell sowie ein asynchrones Kommunikationsmodell. Ziel ist es, ein für die breite HPC-Community geeignetes Programmierwerkzeug zu entwickeln und durch die Definition eines Standards eine verlässliche Basis für zukünftige Entwicklungen zu schaffen. Weiterhin soll eine Implementierung des Standards als hochportable OpenSource-Bibliothek erfolgen. Die Evaluierung der Bibliotheken erfolgt durch industrielle Anwendungscodes.

ENHANCE

Im ENHANCE Projekt haben sich Unternehmen aus der Industrie und Forschungsinstitute zusammengeschlossen, um eine besseren Integration und vereinfachten Nutzung heterogener Recheneinheiten in aktuellen und zukünftigen Computersystemen zu ermöglichen. Heterogene Systeme beinhalten verschiedenste Rechenressourcen, wie z.B. Multi-Core Prozessoren, Graphics Processing Units (GPUs) und Field Programmable Gate Arrays (FPGAs). Das Nutzen dieser parallelen Systeme birgt große Herausforderungen bezüglich der Programmierbarkeit, der Performance-Abschätzung und des Schedulings, die im Projekt angegangen werden und in einem Framework zur Entwicklung und Nutzung von Applikationen auf heterogenen Systemen resultieren. Die entwickelten Verfahren sollen dabei insbesondere den Anwendungen der industriellen Partner zugute kommen.

Hybrid4HPC

Das Ziel des Projektes ist es, den Entwicklern rechenintensiver Anwendungsprogramme eine hocheffiziente hybride Programmierumgebung für heterogene Rechnersysteme zur Verfügung zu stellen, die aus einem Verbund von klassischen Prozessoren (CPUs) und speziellen Hardware-Beschleunigern (z.B. GPGPUs) bestehen. Es werden innovative Softwaretechnologien aus verschiedenen Bereichen einbezogen, wie z.B. hybride Programmiermodelle und Laufzeitumgebungen, Source-to-source-Übersetzer insbesondere von OpenMP zu CUDA oder OpenCL, Kombinationen von MPI und OpenMPI, Performance-Analyse und Korrektheits-Werkzeuge, intelligentes Mapping von Prozessen/Threads auf Hardware-Topologien und -Ressourcen, dynamisches automatisches Tuning sowie die Vorhersage von Rechenzeiten für parallele Anwendungen auf verschiedenen Plattformen.

Optimierung in der Strömungs­mechanik

Mischkopf, Geometrie und zwei Simulationen mit variierten Geometrieparametern, die eine unterschiedliche Umsetzung in kinetische Energie zeigen.

Bei der Auslegung von Maschinen und Anlagen unter strömungsmechanischen Gesichtspunkten gilt es, den Einfluss verschiedener Parameter auf den späteren Betrieb zu berücksichtigen und zu verstehen. Es kommen Methoden zum Einsatz, die die Abhängigkeiten der Parameter und Randbedingungen berücksichtigen und somit eine systematische Analyse und Optimierung ermöglichen. In Zusammenarbeit mit der Firma Hennecke Polyurethane Technology in Sankt Augustin arbeitet SCAI an der strömungsmechanischen Optimierung von Bauteilen und Anlagen für die Verarbeitung von Polyurethanschäumen. 

Prognosesysteme für den Automobil-Absatzmarkt

Den Absatzmarkt in beliebigen Ländern gut einschätzen zu können, ist für viele Beteiligte der Automobilbranche - Hersteller, Zulieferer wie Händler - eine der zentralsten Fragen für die operative und strategische Planung. Fraunhofer SCAI entwickelt mit seinen Partnern eine neue Software um mit Hilfe von Methoden der Zeitreihenanalyse und der Statistischen Lerntheorie wichtige Zusammenhänge der enormen empirischen Datenbestände zu erfassen. Unser Ansatz erlaubt es, zuverlässige und höchst genaue Prognosen zu erstellen.

SchmiRmaL

Im BMBF-Projekt „Schaltbare, intelligente Tribosysteme mit minimalen Reibverlusten und maximaler Lebensdauer“ (SchmiRmaL) verwendet Fraunhofer SCAI eine hochmoderne molekulare Modellierung zur Simulation von Octanol-Wasser- und Membran-Wasser-Verteilungskoeffizienten. Beide Bestandteile sind wichtig, um die Giftigkeit der Chemikalien zu schätzen.

Turbokeramik

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