Auch wenn Prognosen \u00fcber m\u00f6gliche Entwicklungen zu FDS und SMV immer etwas vom sprichw\u00f6rtlichen Stochern im Nebel haben: der Blick \u00fcber den Tellerrand kann durchaus spannend sein. Dabei sind die beschriebenen Techniken zwar nicht als konkrete Entwicklung der n\u00e4heren Zukunft zu verstehen, aber die allgemeine Frage \u201eWas kann die Zukunft FDS und SMV bringen?\u201c ist durchaus zul\u00e4ssig undzeigt was m\u00f6glich ist.<\/p>\n
Eine der zur Zeit vielleicht am meisten diskutierten Entwicklungen der Computerbranche betrifft die ewige CFD-Frage \u201eWie kann ich meine Simulation schneller berechnen?\u201c.<\/p>\n
Mit steigender Bedeutung der Parallelisierung von CPUs gewinnt ein Bauelement an Potential, das bisher h\u00f6chstens durch den Postprozessor genutzt wurde: die Graphics Processing Unit (GPU). Die Probleme der n\u00e4heren Vergangenheit scheinen dar\u00fcber hinaus gel\u00f6st: aktuelle, auf der GT200 Architektur basierende Produkte unterst\u00fctzen erstmals 64bit double precision floating points. Der gro\u00dfe Speicherbedarf, den CFD-Anwendungen typischerweise verursachen, kann durch Produkte wie etwaTesla<\/a> erf\u00fcllt werden.<\/p>\n Das Intel den neu entstandenen Mitbewerbern nicht widerstandslos das Feld \u00fcberl\u00e4sst, ist verst\u00e4ndlich und so wurde k\u00fcrzlich das eigene Produkt\u00a0Larrabee<\/a> angek\u00fcndigt. Dabei wird es auch spannend zu sehen sein, wie SMV die neuen Techniken nutzen wird. Glenn Forney hat schon in der j\u00fcngeren Vergangenheit aufwendigere Aufgaben auf die Grafikkarte ausgelagert und damit die CPU entlastet, bzw. k\u00fcrzere Rechenzeiten zur Visualisierung der Simulationen erm\u00f6glicht. W\u00e4hrend all diese Techniken in erster Linie der Geschwindigkeitssteigerung dienen, hat\u00a0Nils Th\u00fcrey<\/a> von der ETH Z\u00fcrich et al. eine\u00a0Technik<\/a> ver\u00f6ffentlicht, die es erlaubt die Simulationsergebnisse von FDS in SMV weitgehend unabh\u00e4ngig von der Aufl\u00f6sung der urspr\u00fcnglichen Simulation ann\u00e4hernd fotorealistisch darzustellen.<\/p>\n Nils Th\u00fcrey hat schon in der Vergangenheit auf sich aufmerksam gemacht, als er im Rahmen der Veranstaltung \u201eGoogle summer of code\u201c einen Str\u00f6mungssolver, basierend auf der\u00a0Lattice-Boltzmann-Methode<\/a>, f\u00fcr den freien Renderer\u00a0Blender<\/a> entwickelte.<\/p>\n Seine Technik \u201eWavelet Turbulence for Fluid Simulation<\/a>\u201c basiert prinzipiell auf einer grob aufgel\u00f6sten Str\u00f6mungssimulation, die nachtr\u00e4glich durch den Postprozessor mit synthetisch erzeugten, hochfrequenten Wellenmustern \u00fcberlagert wird. In der Vergangenheit wurde die M\u00f6glichkeit einer solchen Funktion im offiziellen Forum bereits diskutiert. Zumindest Kevin McGrattan war von der Idee aber alles andere als begeistert und kritisierte das schon fast betr\u00fcgerische Potential, dass solche Techniken bieten, indem sie Simulationen in einer Qualit\u00e4t visualisieren, wie sie andernfalls nur bei deutlich feinerer Diskretisierung m\u00f6glich w\u00e4ren.<\/p>\n Unabh\u00e4ngig davon ob einzelne der oben beschriebenen Entwicklungen in der Zukunft in FDS oder SMV implementiert werden, steht eines fest: bei der Entwicklungsgeschwindigkeit der letzten Jahre wird die Zukunft spannend bleiben.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Auch wenn Prognosen \u00fcber m\u00f6gliche Entwicklungen zu FDS und SMV immer etwas vom sprichw\u00f6rtlichen Stochern im Nebel haben: der Blick \u00fcber den Tellerrand kann durchaus spannend sein. Dabei sind die beschriebenen Techniken zwar nicht als<\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[3,4],"tags":[575,13,577],"class_list":["post-185","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-fds","category-smv","tag-fds","tag-opengl","tag-smv"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.f-sim.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/185","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.f-sim.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.f-sim.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.f-sim.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/4"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.f-sim.de\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=185"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.f-sim.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/185\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":186,"href":"https:\/\/www.f-sim.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/185\/revisions\/186"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.f-sim.de\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=185"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.f-sim.de\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=185"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.f-sim.de\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=185"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
\nDie beiden gr\u00f6\u00dften GPU Hersteller Nvidia und ATI unternehmen gro\u00dfe Anstrengungen um die beeindruckende Rechenleistung ihrer Grafikkarten durch herk\u00f6mmliche Programme nutzbar zu machen.
\nNvidia beispielsweise hat eine Entwicklungsumgebung ver\u00f6ffentlicht, mit welcher ihre aktuellen GPUs in einer C \u00e4hnlichen Sprache komplexe Berechnungen durchf\u00fchren k\u00f6nnen:\u00a0CUDA<\/a> (Compute Unified Device Architecture).
\nDas Potential scheint beachtlich. Auf ihrer gerade geendeten Hausmesse\u00a0Nvision<\/a> sprach der Nvidia-CEO von einem erreichbaren Geschwindigkeitsfaktor, gegen\u00fcber einem aktuellen Intel 4-Kern Prozessor, zwischen 2x und 10x. Was das Thema f\u00fcr FDS-Nutzer besonders interessant macht: auf der Er\u00f6ffnungspr\u00e4sentation erkl\u00e4rte er, dass die Entwicklungsumgebung in naher Zukunft auch Fortran unterst\u00fctzen wird. Einen ausf\u00fchrlichen Bericht \u00fcber CUDA und das gebotene Potential findet man beispielsweise\u00a0hier<\/a>.<\/p>\n
\nLarrabee soll in einem ersten Schritt als leistungsf\u00e4higes Konkurrenzprodukt zu ATI und Nvidia Grafikkarten auf den Markt kommen und kurze Zeit sp\u00e4ter als mathematischer Koprozessor erscheinen.<\/p>\n
\nDie k\u00fcrzlich fertig gestellte Spezifikation zu\u00a0OpenGL 3.0<\/a> erm\u00f6glicht erstmals eine freie Programmierung der GPU und bietet damit ganz neue M\u00f6glichkeiten.<\/p>\n
\nDie grafischen Ergebnisse der ver\u00f6ffentlichten Methode sind\u00a0beeindruckend<\/a>.<\/p>\n