Portable Parallelization of Industrial Aerodynamic Applications (POPINDA): Results of a BMBF Project

این کتاب حاوی نتایج اصلی پروژه آلمانی POPINDA است. این وضعیت هنر شبیه‌سازی‌های طراحی آیرودینامیک صنعتی در سیستم‌های موازی را بررسی می‌کند. POPINDA مخفف کلمه موازی سازی قابل حمل کاربردهای آیرودینامیک صنعتی است. این پروژه در اواخر سال 1993 آغاز شد. کار تحقیق و توسعه سرمایه گذاری شده در POPINDA مربوط به حدود 12 دانشمند است که به طور تمام وقت برای سه سال و نیم پروژه کار می کنند. بودجه POPINDA توسط وزارت آموزش، علوم، تحقیقات و فناوری فدرال آلمان (BMBF) تامین شد. اهداف اصلی POPINDA یکسان سازی و موازی سازی کدهای جریان آیرودینامیکی ساختار بلوکی صنعت هواپیماسازی آلمان و توسعه رویکردهای الگوریتمی جدید برای بهبود کارایی و استحکام این برنامه ها بود. فلسفه پشت این اهداف این است که کاربردهای عددی چالش برانگیز و مهم مانند پیش‌بینی جریان ویسکوز سه بعدی در اطراف هواپیما در طراحی آیرودینامیکی تنها در صورتی می‌توانند با موفقیت انجام شوند که مزایای حل‌کننده‌های عددی سریع مدرن و رایانه‌های موازی با کارایی بالا ترکیب شوند. اگر برنامه‌های پیچیده‌تری مانند بهینه‌سازی طراحی آیرودینامیکی یا مشکلات برهم‌کنش ساختار سیال باید حل شوند، این ترکیب یک "شرایط سیال غیر ضروری" است. هنگامی که در یک فرآیند طراحی استاندارد آیرودینامیکی صنعتی حل می شود، چنین برنامه های پیچیده تر حتی به کاهش قابل توجه بیشتر زمان محاسبات نیاز دارند. رایانه های موازی و برداری از یک طرف و الگوریتم های عددی نوآورانه مانند چندشبکه از سوی دیگر، پیشرفت های چشمگیری را در محاسبات علمی در 15 سال گذشته ممکن کرده اند.

This book contains the main results of the German project POPINDA. It surveys the state of the art of industrial aerodynamic design simulations on parallel systems. POPINDA is an acronym for Portable Parallelization of Industrial Aerodynamic Applications. This project started in late 1993. The research and development work invested in POPINDA corresponds to about 12 scientists working full-time for the three and a half years of the project. POPINDA was funded by the German Federal Ministry for Education, Science, Research and Technology (BMBF). The central goals of POPINDA were to unify and parallelize the block-structured aerodynamic flow codes of the German aircraft industry and to develop new algorithmic approaches to improve the efficiency and robustness of these programs. The philosophy behind these goals is that challenging and important numerical appli­ cations such as the prediction of the 3D viscous flow around full aircraft in aerodynamic design can only be carried out successfully if the benefits of modern fast numerical solvers and parallel high performance computers are combined. This combination is a "conditio sine qua non" if more complex applications such as aerodynamic design optimization or fluid structure interaction problems have to be solved. When being solved in a standard industrial aerodynamic design process, such more complex applications even require a substantial further reduction of computing times. Parallel and vector computers on the one side and innovative numerical algorithms such as multigrid on the other have enabled impressive improvements in scientific computing in the last 15 years.