Los científicos logran una resolución récord en simulaciones de turbulencia por supercomputadora

La turbulencia, el flujo caótico de fluidos que vemos en la vida cotidiana (desde el agua que sale de un grifo hasta el aire que gira alrededor del motor de un avión), sigue siendo uno de los enigmas más complejos de la ciencia.

Los investigadores de Georgia Tech están utilizando simulaciones informáticas avanzadas para comprender mejor la complicada física detrás de la turbulencia, lo que podría conducir a nuevos descubrimientos tanto en la naturaleza como en la ingeniería.

La turbulencia se compone de movimientos impredecibles y desordenados que ocurren en diferentes escalas de tiempo y en todas direcciones.

Debido a su naturaleza caótica, muchos aspectos de la turbulencia aún no se comprenden bien.

Si bien las computadoras pueden ayudar a estudiar la turbulencia, simularla con precisión utilizando leyes físicas requiere una enorme potencia informática, especialmente cuando se estudian fluctuaciones raras y extremas.

Ahí es donde entra en juego Frontier, la primera y más grande computadora exaescala del mundo.

Frontier es capaz de realizar quintillones (billones de billones) de operaciones por segundo, lo que la convierte en una herramienta increíblemente poderosa para explorar los misterios de las turbulencias.

«La turbulencia es extremadamente compleja y es difícil de estudiar mediante experimentos o teorías incompletas», dijo PK Yeung, profesor de Georgia Tech.

“Con la resolución líder mundial de Frontier de más de 5 billones de puntos de cuadrícula, ahora podemos simular turbulencias con un nivel de detalle sin precedentes. Esto podría conducir a nuevos descubrimientos y mejoras en la forma en que modelamos la turbulencia».

Yeung y su equipo pudieron acceder a Frontier en el Laboratorio Nacional Oak Ridge tan pronto como entró en funcionamiento. Gracias a una gran asignación de tiempo de computación por parte del Departamento de Energía de EE. UU., desarrollaron un algoritmo diseñado específicamente para utilizar las capacidades de Frontier para simulaciones de alta resolución. Su investigación fue publicada recientemente en Comunicaciones de Física Computacional.

Estas simulaciones marcan un avance importante en la investigación de la turbulencia y Yeung cree que ayudarán a mejorar las técnicas de modelado y conducirán a nuevos conocimientos.

Los datos de sus simulaciones también se compartirán con el público a través de la base de datos de turbulencias de Johns Hopkins, ofreciendo a otros científicos la oportunidad de beneficiarse de su trabajo.

Gracias al poder de Frontier, el futuro de la investigación sobre turbulencias parece más brillante que nunca.

Fuente: Instituto de Tecnología de Georgia.