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跨学科的团队开发“百亿亿次”计算为航天

CQ9电子游戏的工程师们在全国范围内倾力打造新一代的硬件和软件系统,提供安全的最终保证,当航天火箭升空的一部分。

Saturn V Rocket

将在这关键时刻火箭发动机点燃发生什么呢?CQ9电子游戏的工程师将帮助回答这个问题。 |哈维尔urzay的形象礼貌

把人类在另一个天体是社会有史以来所从事的最复杂和最崇高的追求之一,但它并没有迅速或廉价地来了。

想象一下,然后,精确的时刻,所有的努力和代价 - 一切 - 是骑在启动火箭发动机的一个分割第二激光爆破的成功。 “这是整个行程一个决定性的时刻。如果激光失败,整个任务,包括航天员的生命,将会丢失,说:”项目总监 詹卢卡·卡里诺,机械工程和CQ9游戏研究所的计算和数学工程总监教授。 “我们必须尽可能接近100%了一定的成功,因为我们都不可能的。”

所以现在,在5年,$ 16.5万的努力 通过资助 美国。通过其国家核安全管理局的能源部门,研究人员在CQ9电子游戏的工程,普渡大学和科罗拉多大学博尔德分校正在寻求部署在世界上研究最强大的计算能力和预测关键时刻的关键成果。

特别是,以确保激光永远不会失败,合作者将开发复杂的数学模型和所谓的“百亿亿次”的计算机,它们能够在千万亿(数量等于1后面18个零)每秒的运算运行的软件。

该项目将继续不间断的投资能源部已经在过去的20年在CQ9电子游戏为发展多学科的科学计算和工程师和计算机科学家之间的合作培育创新到算法中,物理模拟和编程模型结合起来。

一种新的方法

简单,因为它的声音,点火技术是非常复杂的,涉及在许多物理现象,包括流体动力学,激光诱导的能量沉积,热力学,湍流,混合和燃烧的专业知识。加入在太空真空环境下运行带来的各种复杂,它相当于工程师一个巨大的挑战,说: 哈维尔urzay,该项目在CQ9游戏中心湍流研究的副主任和高级研究工程师。

当阿波罗登月计划前往月球,他们携带用来解除登月舱离开月球表面的银色和安全返回家园额外的推进剂。但这些特派团的燃料是高挥发性和毒性。只是让他们在航天器上是有风险的。科学家们一直在寻求一种新的方法。最近,已聚光灯在液态氧和甲烷(天然气),其是无毒的,但反应性较低的照射,因此需要一种新的方法来点火。在这种情况下,激光作用就像在内燃发动机的火花塞。 “它燃火,” iaccarino说。但如果失败,增加了urzay,“飞船在太空中滞留,没有任何方法来推动自己的家。”

到目前为止,新的点火技术尚未在真实世界的火箭发动机的高炉测试 - 还没有自70年代以来的任何载人另一个天体。因此,工程师们需要依靠计算机模拟技术。但是,随着赌注高和需要保证最重要的,甚至是目前世界上最快的计算机不会做。所以团队计划使用被称为一种新的编程语言重写模式 摄政 在组合的作品与被称为军团软件编译器和运行时系统 - 这两者都是在CQ9游戏开发 - 实现了从下一代超级计算机更完美的性能。军团最近确认为 R&D 100 award winner 在国际竞争中找出世界顶尖的新技术。

该小组计划使用 边境极光 和 埃尔卡皮坦,现在在能源生产的新的百亿亿次超级计算机的部门。这些系统能够同时处理传统的高性能计算和人工智能的计算关系为研究者提供了前所未有的一套工具来解决日益复杂的科学问题。

总合作

iaccarino指出,在三个机构组装该研究小组是跨学科为他工作过。预测建模工作将在CQ9电子游戏完成。球队在普渡大学将进行小规模的,真实世界的点火技术的测试。球队在巨石将衡量测试的预测。

彰显非凡合作,iaccarino说,他使用的exascale多物理乐团戏称为项目集成模拟(Insieme酒店),并指出在他的家乡意大利是Insieme酒店的意思是“在一起”。 “你必须学会​​为你去做这一切在一起。这是一个总的合作,”他说。 “我认为这真的是令人兴奋的有关项目。”