fbpx
szuperszámítógép
Szuperszámítógép

A szuperszámítógép és amire a ŠKODA használja

Egy hagyományos PC-nek közel 600 évre lenne szüksége, hogy elvégezze azokat a számításokat, amelyeket például a ŠKODA KODIAQ fejlesztése során használtak. De akkor mégis miként lehetséges, hogy a KODIAQ néhány év alatt piacra került? A válasz a ŠKODA adatközpontjában használt szuperszámítógépben keresendő, amelynek mindez néhány hónapig tartott csupán. Hogyan lehetséges ez?

szuperszámítógép
A válasz egyszerűnek tűnik, de a valóságban azért elég komplex berendezésről van szó. Amikor a szuperszámítógép kifejezést használjuk a ŠKODA esetében, akkor tulajdonképpen nem is egy, hanem 60 000 darab nagyteljesítményű számítógépről beszélünk, amelyek mindegyike egy rendkívül gyors hálózaton keresztül kommunikál egymással. Számítási teljesítményét tekintve ez a legerősebb magánkézben lévő szuperszámítógép egész Közép-  és Kelet Európában. Persze nem csak erős és bonyolult, de rendkívül falánk is. Éves villamosenergia igényének kielégítéséhez egy kisebb vízierőmű kapacitására van szükség.
szuperszámítógép
Persze a falánkságát más értelemben is ki kell szolgálni. Egy ilyen rendszer csak akkor tud hatékonyan működni, ha egy percig sem áll feladat nélkül. Mivel rendkívül nagy teljesítményről beszélünk, ezért a munka szervezése nem csak annyit jelent, hogy folyamatosan feladatokat adunk a gépnek, hanem az érkező számítási igények és a már kiszámított adatok tárolásáról is gondoskodni kell. Habár ezt a szuperszámítógépet elsősorban a gyártás és tervezés során használják, azt is meg kell oldani, hogy minden más részleg is egyforma eséllyel kapjon számítási kapacitást a szuperszámítógépen. Ehhez pedig további szerverekre van szükség.
szuperszámítógép
Ahogy említettük, a fő felhasználókat a Škodánál a gyártás, valamint a technikai kutatás és fejlesztés részlegen kell keresni. Egy mai autó rendkívül összetett termék. A biztonsági és technikai előírások megkövetelik, hogy már a fejlesztés első pillanatától kezdve bonyolult matematikai számításokkal és modellekkel dolgozzanak a tervezők. Ezek a számítások egyébként akkor is nagy segítséget jelentenek, amikor a későbbi modellfrissítés során módosítani kell az adott típuson.
Amíg ez első fizikai modell (akármilyen méretben is) elkészül a tervezett típusról vagy egy alkatrészéről, addigra már számtalan variációban tesztelték az adott formát, kialakítást és anyagminőséget a szuperszámítógép segítségével. Az ütközési tesztek, a motortervezés, de még a présszerszámok kialakítása során is komoly segítséget nyújt a szuperszámítógép kapacitása.

A szuperszámítógép lehetővé teszi a mérnökök és a fejlesztők számára, hogy többfajta lehetőséget teszteljenek, gyorsabban és olcsóbban, mintha fizikai modellekkel tennék ezt. Ez nem azt jelenti, hogy a hagyományos módszereket nem használnák manapság is, de ezeket a szükséges minimumra csökkentették. A tervezők továbbra is agyagmodelleket használnak a végső forma elfogadásához, és a fejlesztés alatt álló autók még mindig valós fizikai tesztek tucatjain mennek keresztül, amíg végül forgalomba kerülnek. Ez abból is ered, hogy a jelenlegi jogszabályok szerint számos számítógépes szimulációt az adott modellt engedélyező hatóságok nem fogadnak el.

Íme néhány példa, hogy ŠKODA fejlesztői a KODIAQ esetében milyen tervezési folyamatok során használták a szuperszámítógép erejét.

Töréstesztek

A passzív biztonság, amelyet az ütközési tesztek során vizsgálnak, egyre fontosabb szempont a vásárlók számára. A tervezés során eddig is nagy hangsúlyt kapott ez a terület, amit jól mutat, hogy ŠKODA minden modellje a legmagasabb, 5 csillagos eredményt érte el az Euro NCAP tesztjein. A szuperszámítógép segítségével pedig még biztonságosabb autókat tudnak fejleszteni a mérnökök. Egy fizikai törésteszt előkészítése nem csak költséges, de rendkívül időt rabló feladat is. Számos szenzort kell elhelyezni a tesztelni kívánt modellen, majd ezeknek az értékeit figyelembe véve meghozni a szükséges módosításokat. Majd mindezt megismételni különböző irányokból és sebességekkel. És ez még nem is a legnagyobb gond vele, de mivel nem lehet az autó minden részére szenzort helyezni, a tervezők nem is kapnak teljes képet az autó viselkedéséről. Mindezt a számítógép tökéletesen megoldja. Gyorsan és pontosan képet ad a karosszéria gyengeségeiről, és azokat módosítva már lehet is újra tesztelni.
Szuperszámítógép

Tudtad?

A KODIAQ fejlesztése során a töréstesztek 99%-a számítógépen történt és mindössze 1 százalékához használtak valódi autókat.

Ettől függetlenül a valós töréstesztek rendkívül fontosak, hiszen bármennyire is pontosak a matematikai modellek, mindig lehet rajtuk finomítani a gyakorlati tesztek alapján.

Aerodinamikai tesztek

A levegő áramlásával kapcsolatos egyenleteket egymástól függetlenül Claude-Louis Navier és Sir George Gabriel Stokes fektette le a XIX. század közepén. Paradox módon ahhoz, hogy ezeket igazán használni tudjuk meg kellett várni a nagyteljesítményű számítógépek megjelenését.

Az egyenletek segítségével könnyedén meghatározhatjuk, hogy miként áramlik a levegő mondjuk egy kocka körül. Könnyen, de nem gyorsan. Egy ilyen egyszerű alakzat esetében is napokig számolgathatunk a számológépünkön. És akkor képzeljük el, hogy mennyi időbe telne egy mai autó esetében ez a folyamat, ami kb. 100 millió ilyen kockának felel meg. Nincs mese, itt csak a szuperszámítógép segíthet.

Talán nem is jut eszünkbe, hogy mennyit köszönhetünk ezeknek a számításoknak, amikor megállunk tankolni (az alacsony fogyasztás egyik legnagyobb ellensége a légellenállás), vagy amikor a legnagyobb oldalszélben is biztonságosan jutunk el célunkig.

Szuperszámítógép KODIAQ

Tudtad?

Az, hogy egy autó körül hogyan áramlik a levegő, nemcsak a fogyasztásra van hatással. Meghatározza az utastérben érzékelhető zajt és az autó koszolódását is.

Hűtés, fűtés és szellőzés

Persze a levegő áramlása nem csak az autónk külseje körül, de a belsejében is okozhat kellemetlenségeket. És itt nem csak arra kell gondolni, hogy párásodni fognak a szélvédők. Ez is kellemetlen, de akár egészségügyi panaszokat is okozhat, amikor nem is vesszük észre, de végig huzatban utazunk autónkban a szellőzés jóvoltából.

Megtervezni a levegő áramlását a gépkocsi belsejében komoly tudomány. A légkondicionáló és fűtési rendszerek nem csak a kényelemről szólnak, hanem az autó biztonsága szempontjából is fontosak. Télen különösen a szélvédõt és az oldalsó ablakokat kell gyorsan leolvasztani, hogy biztonságos legyen az elindulás. Egy ilyen reggelen nem is gondolunk bele, de a leolvasztás meglehetősen összetett fizikai folyamat, amit szuperszámítógép nélkül aligha lehetne szimulálni.  Hiszen az üvegen lévő jégréteg kétszer változtatja meg állapotát. Először a jégből vízbe, majd a vízből gőzbe megy át. Nem könnyű az összes anyagállapotot egyetlen szimulációban modellezni. A számítógépes tervezés segítségével azonban nemcsak modellezhetjük ezt, de akár 3D-ben is megjeleníthetjük.

KODIAQ szellőzés

Tudtad?

Szabvány határozza meg, hogy az autóknak mennyi idő alatt kell leolvasztaniuk a szélvédőn lévő jégréteget.

Motortervezés

Ami elsőre eszünkbe jut ezzel kapcsolatban, hogy a motorok belső működését vizsgálják a számítógép segítségével. Ebben természetesen van igazság, azonban egy konkrét modellben még ennél is fontosabb, hogy egy ütközés során miként befolyásolja a passzív biztonságot az adott motor. A motor a legnagyobb „tömör”, tehát nehezen deformálódó alkatrész autónkban, ráadásul egy ütközés során általában az egyik legrosszabb helyen, a gyűrődőzónában van. Amikor minden deformálódik körülötte, hogy az utasokat megóvjuk az ütközés során, a motor monolitként áll ellen ennek a folyamatnak. Ezért különösen fontos, hogy minden olyan alkatrészt, ami gondot okozhat úgy tervezzenek meg, hogy csökkentse a sérülés (például egy gyalogossal való találkozás során), vagy a tűzveszély (üzemanyag forró motorra kerülése) kockázatát.
KODIAQ törésteszt

Tudtad?

A töréstesztek során külön vizsgálják, hogy milyen sérülést okozhat a motor az elütött gyalogosnak.

Mi történik, ha vízbe hajtok az autómmal?

Özönvíz, jégeső. Az elmúlt napok időjárása nyomán sorra alakultak ki az utakon hatalmas és mély vízfoltok, amelyek miatt jogosan merül fel mindenkiben a kérdés: át merjek hajtani rajtuk? Korábbi cikkeinkNos, a válasz mindenekelőtt az, hogy ha megoldható inkább ne...

bővebben

60 éves az OCTAVIA

Ha megkérünk valakit, hogy mondjon egy ŠKODA modellt, szinte biztos, hogy az Octaviát említi majd. Nem véletlenül, hiszen ez a név összeforrt a márkával.   Az első ŠKODA OCTAVIA 1959 januárjában látta meg a napvilágot. Az „Octavia” latinul azt  jelenti „nyolcadik”. A...

bővebben

Előző

Következő

Hozzászólás írása

Pin It on Pinterest

Tetszett?

Oszd meg másokkal is!