Projekt PRESTIGE: In-situ-Visualisierung von Strömungsvorgängen bei sehr großen CFD-Berechnungsmodellen

Als Teil des Luftfahrtforschungsprogramms des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) startete 2018 das Verbundprojekt PRESTIGE. Dieses Projekt führt Partner aus akademischer Forschung und Industrie zusammen und widmet sich der Weiterentwicklung und Validierung von Simulationsverfahren zur Verbesserung des interdisziplinären Verständnisses von Triebwerkssystemen.

Ein Ziel des Projekts ist die numerische Simulation einer instationären Strömung durch einen vollständigen Triebwerksverdichter inklusive seiner stationären und rotierenden Komponenten. Um die numerischen Untersuchungsergebnisse mit den vorhandenen praktischen bzw. experimentellen Erfahrungen vergleichen zu können, ist eine entsprechend feine Gitterauflösung des Volumens inklusiver aller Einzelkomponenten erforderlich. Dies führt zu Rechennetzen mit mehreren Milliarden Gitterknoten, die nur auf Supercomputern verarbeitet werden können.

Aufgrund der instationären Effekte innerhalb des Triebwerksystems ist eine zeitabhängige Untersuchung der Vorgänge notwendig. Dabei werden immense Mengen an Sicherungs- und Auswertedateien erzeugt, deren Handling (Lese- und Schreibzugriffe, Speicherbedarf) mit einem hohen zeitlichen und kostenintensiven Aufwand verbunden ist. Ziel des PRESTIGE-Projekts ist es, diesen Aufwand durch direkte Bearbeitung und Auswertung im laufenden Prozess („in-situ“) deutlich zu reduzieren. In-situ-Visualisierung ermöglicht es dem Anwender bereits während der laufenden CFD-Simulation Ergebnisse direkt aus dem Speicher des Prozesses zu extrahieren und zu verarbeiten.

Leistungsstärkere Hard- und Software ermöglicht immer komplexere und realistischere Berechnungsmodelle, sodass in-situ-Auswertungen zukünftig immens an Bedeutung gewinnen werden.

Die CFD Consultants GmbH hat sich als industrieller Partner in Zusammenarbeit mit dem auf dem Gebiet des CFD-Postprocessings führenden Unternehmen Intelligent Light an dem Verbundprojekt maßgeblich beteiligt und konnte eine in-situ-Visualisierungslösung erarbeiten und erfolgreich in einen CFD Code implementieren.

Diese Lösung ist nicht nur für Großprojekte geeignet, sondern auch für alle anderen strömungstechnischen Simulationsprojekte, vor allem für zeitabhängige Untersuchungen, interessant. Dies macht die Methode für jeden attraktiv, der sich mit numerischer Strömungssimulation beschäftigt.

Kontakt: Birgit Hanna, CFD Consultants GmbH

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