A világ leggyorsabb szuperszámítógépe, az amerikai El Capitan mostantól képes szimulálni az olyan szélsőséges eseményeket, például a lökéshullámok vagy a folyadékok nagy sebességű keveredése – mindezt úgy, hogy az eredmény sokkal közelebb áll a valósághoz, mint valaha – írja az Interesting Engineering.
A hagyományos számítógépek az ilyen szimulációk során elmosódott képet adnak a folyamatokról, az El Capitan azonban nagy felbontású képeket készít, apró részleteket szolgáltatva azokról az apró jellemzőkről, amelyek segíthetnek a valós fizika elemzésében.
A kutatók szimulációjának alapja a Kelvin-Helmholtz instabilitás néven ismert fizikai jelenség volt. Ez akkor fordul elő, amikor két különböző sűrűségű folyadék dörzsölődik egymáshoz, hasonlóan a víz felett fújó szélhez, ami hullámokat kelt. Az instabilitás a víz felszínén megjelenő hullámokban nyilvánul meg.
Szélsőséges körülmények között, mint például lökéshullámok vagy robbanások esetén, ez a hatás nagyon turbulenssé és kaotikussá válik, ami megnehezíti a kísérletekben való pontos rögzítését. A kutatók kifejlesztettek egy modellt, amelyben egy lökéshullám apró fodrot ütött két anyag határán, intenzív keveredést váltva ki és örvényszerű mintázatokat hozott létre. Ezek a turbulens, örvényekre emlékeztető áramlások rendkívül összetettek, modellezésük pedig régóta kihívást jelent.
A kutatók a szuperszámítógép segítségével szimulálták, mi történik egy ónfelülettel, amikor erős lökéshullámok és nagy sebességű becsapódások érik. Kyle Mackay, a kaliforniai Lawrence Livermore Nemzeti Laboratórium fizikusa szerint a lökéshullámok elég erősek voltak ahhoz, hogy megolvasszák a fémet, és forró, cseppfolyósított ónt fröccsentsenek a felszín elé.
„A szimuláció a nagy pontossága miatt volt rendkívüli. A folyamat során fejlett fizikai modelleket alkalmazott olyan mechanizmusokra, mint például a felületi feszültség változása” – tette hozzá a szakember.
Amikor a lökéshullámok eltalálják a fémet, az hajlamos az olvadásra, majd apró folyadékcseppeket lövell ki. A szimulációk megmutatták a fém apró karcolásait is, vagyis olyasmit, amit más szimulációk egyébként nem, vagy nem könnyen tudnak megjeleníteni. A szakemberek szerint a precíz mérés nemcsak a fizika tanulmányozása, de a nemzetvédelem és a fúziós energia területén is hasznosítható.
Az El Capitan 107 milliárd számítási pontot használt a jelenség megfigyelésére, és több mint 8000 AMD GPU dolgozott együtt a számok feldolgozásán. Az eredmény egy időeltolásos felvétel a folyadék viselkedéséről intenzív energiaviszonyok között, feltárva a bonyolult mintázatokat, amelyek megmutatják – sőt, bizonyos esetben túl is mutatnak – a kísérletben megfigyelhető dolgokon.
Az El Capitan az elődjéhez, a Sierrához képest 20-szor gyorsabb, így óránként végezhető el egy kísérlet, nem pedig naponta. Mindezt ráadásul rendkívüli, 20-szor nagyobb részletességgel teszi meg, így az apró részletek is megfigyelhetők.
Az El Capitant 2025 januárjában kapcsolták be, akkor vált hivatalosan a világ legerősebb szuperszámítógépévé.
Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.
