Alex Chow, a Manchesteri Egyetem PhD-hallgatója komplex tudományos és mérnöki szimulációkhoz használható módszert és szoftvert fejlesztett a számítógépes játéktechnológiából.

Grafikus feldolgozó egységekkel, GPU-kkal szupergyors játékmenetet és realisztikus képi világokat alakítanak ki a játéktervezők. Az utóbbi időben az egyes alkalmazásokat a hagyományos komputereknél akár ezerszer gyorsabban futtató GPU-kat azonban más területeken, például környezeti szimulációkban is alkalmazzák.

Chow is ezt teszi, „erőszakos folyadékáramlásokat”, parti szélturbináknak ütköző vad óceánhullámokat és potenciális következményeket szimulál nagy méretben GPU-val.

Szimulációkat a több milliárd számítás és sokmillió adatpont miatt általában többszáz központi feldolgozó egységből (CPU) álló szuperszámítógépeken futtatnak. Ezek a komputerek azonban nagyon drágák, rengeteg energiát fogyasztanak, és szűk kutatóréteg fér csak hozzájuk.

A GPU-k olcsóbbak, energiatakarékosabbak, szobányi helyiségek helyett elférnek egy laptopban.

Chow a nyílt forrású DualSPHysics kódból fejlesztett programot szimulációs módszeréhez. Az új kód képes többmillió adatponttal egyetlen eszközön számításokat végezni, azaz tökéletesen megfelel 3D-s mérnöki alkalmazásokhoz. A legnagyobb kihívást sokmilliónyi szimultán egyenlet matematikai rendszerének megoldása jelentette, ami azért is nehéz, mert az egyenletek egy szimulációban folyamatosan változnak.

„Ezzel a technológiával többszázezer fontról néhány ezerre csökkenthető komplex tudományos szimulációk költsége. Nagy előnye, hogy a legtöbb kutató és kisvállalat is megengedheti magának, hogy viszonylag masszív laptoppal és GPU-val komoly szimulációkat végezzen” – jelentette ki Chow.

Az óceán- és tengerhullámok hatása a turbinákra az Egyesült Királyságban különösen fontos kérdés. Az ország éves elektromos áramának 5 százaléka ugyanis a parti erőművekből jön, és 2020-ra 10 százalékot prognosztizálnak. A briteknél nagyobb ez az arány, mint a világ többi országában, a növekedés azonban globális jelenség.

„Mivel a tengeri, óceáni környezet kemény és vad lehet, erre a közegre nehéz szerkezeteket tervezni. A fizikai kísérletek nem praktikusak, és nem is jelenítik meg a problémát. Szimulációk tanulságait levonva viszont helyszíni szemle és drága kísérletek nélkül is hozhatók fontos döntések” – magyarázza a fejlesztő.