HPC @UPV/EHU

En este seminario se mostrará cómo el CFD ayudó varias empresas a mejorar sus diseños, el rendimiento de sus equipos y reducir los costes de prototipos en cada etapa del desarrollo de sus productos. Varios casos reales serán presentados, incluidos unos testimonios de la UPV/EHU y de Fusion for Energy.

A través de presentaciones y demostraciones en vivo, usted aprenderá cómo aprovechar de la suite CD-adapco para simulaciones multi-disciplinarias y de lo fácil que es configurar una campaña de exploración de diseño. En particular:

• Tratar con diferentes geometrías complejas
• Utilizar tecnología de malla puntera incluyendo mallado en paralelo (workstations o clusters), poliedros o mallas predominantemente hexa
• (Trimmed mesh).
• Aprovechar esquemas de licenciamiento de software increíblemente flexibles (sin límite de cores, pago por uso, etc.)
• Simular movimientos complejos a través de varios métodos, incluyendo la técnica de malla “Quimera” (overset grids)
• Calcular los efectos térmicos tanto en la parte fluida como la parte solida
• Modelar los flujos multifásicos
• Flujos estacionarios y transitorios, RANSE y DES / LES
• Combustión de gases y líquidos, incluyendo atomizadores de combustibles líquidos con ruptura de gotas, evaporación y reacción química.
• Simular el emplazamiento de los parques eólicos y simular en detalle los aerogeneradores
• Simular aplicaciones de energía solar y nuclear

El seminario es gratuito, pero las plazas son limitadas.

Agenda

09:30 – 10:00 Llegada, registro, café de bienvenida
10:00 – 10:30 Introducción (en castellano)
10:30 – 11:30 Soluciones de CD-adapco para la industria de la Energía (en inglés)
11:30 – 12:30 Demostraciones de herramienta CFD en directo sobre casos de energías renovables y convencional
12:30 – 13:00 “Passive flow control systems for wind turbines – vortex generators” – UPV/EHU, Dr. Fernández Gámiz, UPV / EHU (en castellano)
13:00 – 14:30 Almuerzo ofrecido por CD-adapco
14:30 – 15:00 Uso interactivo de STAR-CCM + en directo
15:00 – 15:30 “Use of STAR-CCM+ for CFD analyses of the ITER GYROTRON” – Fusion For Energy, Francesca Cau (en castellano)
15:30 – 16:00 Discusión final

Más información

Página web del evento.

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La misión de Software Carpentry es facilitar a los investigadores en su día a día formándole en habilidades computacionales que le van a ayudar a investigar mejor y más eficazmente. El Centro de Física de Materiales organiza este workshop en Donostia los días 15 y 16 de Junio. Los temas que se tratarán serán:

• Introducción a los scripts de linux.
• Introducción al sistema de control de versiones GIT.
• Introducción a Python y sus librerías científicas.

Las plazas son limitadas y el plazo para inscribirse es el 20 de Mayo. Más información del evento:

Página web de SC15

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La computación de altas prestaciones o HPC (por sus siglas en inglés) ayuda a los meteorólogos a realizar predicciones más precisas y en menos tiempo tiempo para avisar a la población de eventos cambiantes y peligrosos como tormentas, huracanes y temporales, salvando vidas, protegiendo recursos e infraestructuras y ahorrando dinero.

HPC

La SPRI convoca la ayudas “Basque Industry 4.0: Transferencia de Tecnología de I+D en TEICs Aplicadas a la Fabricación Avanzada”, para llevar a cabo proyectos de Transferencia de Tecnología de “proveedores tecnológicos” (como, por ejemplo, la UPV/EHU) hacia empresas industriales manufactureras aplicadas a la Fabricación Avanzada. El programa está dotado de 2.1 millones de €.

Los Proyectos deberán estar relacionados con alguna de las siguientes áreas, dentro del ámbito de los CPSs (Cyber Physical Systems) aplicados a la fabricación avanzada:

• Ciberseguridad y comunicaciones industriales.
• Cloud Computing.
• Big Data – Analítica Avanzada y Business Intelligence.
• Robótica.
• Proyectos de realidad aumentada.
• Proyecto de visión artificial.
• Sensórica.
• Diseño y fabricación aditiva en materiales metálicos.

Más información en los enlaces:

Toda la información en Basque Industry 4.0: Transferencia de Tecnología de I+D en TEICs Aplicadas a la Fabricación Avanzada

Presentación en pdf con información detallada.

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Hace 50 años no se existía el CAD (Computer Aided Design) pero hoy en día el diseño industrial no se puede entender sin él. La evolución de los modelos de simulación que permiten simulaciones realistas de sistemas, su implementación en software y el incremento de la potencia del hardware hace posible la implementación de física y química en los modelos CAD en lo que podemos considerar un cambio de paradigma a un nuevo Computing Aidded Design, por realizar un juego de palabras. Probablemente dentro de unos años no se podrá entender el diseño industrial sin la simulación. No obstante actualmente no es un estándar y por eso el hacer computing aided design nos pone un paso por delante del resto y hacerlo con HPC nos pone 2 pasos por delante.

La computación de altas prestaciones (HPC por sus siglas en inglés) está ampliamente extendida en entornos académicos donde es una infraestructura científica que podríamos clasificar de tradicional. El HPC ha permitido grandes avances de la Ciencia a través del conocimiento adquirido por sus simulaciones o por el tratamiento masivo de datos que es capaz de realizar. En la empresa, especialmente en la mediana y pequeña su uso no es tan amplio.

Potencial del HPC y estatus en entornos académicos

Tenemos que tener en cuenta que no hablamos del uso de una estación de trabajo más o menos potente para realizar I+D+i, eso no es HPC. Cuando hablamos de HPC o supercomputación hablamos de retos científico-tecnológicos que requieren potentes clusters o superordenadores, una infraestructura científica que nos permite abordarlos y obtener investigación e innovación con un alto valor añadido. La necesidad de estas potentes máquinas vendrá determinada por que la simulación o cálculo matemático que requerimos hacer es muy complejo. Esta complejidad puede aflorar porque el modelo matemático que necesitamos emplear es complejo o porque el sistema es de tal tamaño o hay que representarlo con tal precisión que necesita grandes recursos computacionales, o ambos a la vez. También se puede dar la circunstancia de que siendo un problema que individualmente no es muy pesado si es necesario un gran número de repeticiones o variantes. Desde el punto de vista de retos que requieran el tratamiento de datos la complejidad puede venir dada por  que la cantidad de datos es enorme o porque extraer la información contenida en los datos requiere de un procesamiento complejo.

Este tipo de problemas se abordan en  Ciencia y las instituciones académicas o grupos de investigación se han provisto de las herramientas e infraestructura que necesitaban para realizar HPC o supercomputación. Las grandes empresas del sector de la aeronáutica, finanzas, petróleo, tecnológicas, etc  que lo han necesitado también disponen de esta infraestructura sin la que no podrían competir e incluso llevar adelante su actividad. No obstante, su uso en la empresa no es tan extendido, especialmente en la pequeña y mediana empresa, aunque de eso hablaremos en otro post.

HPC en la empresa

Las ventajas competitivas del HPC emergen al conseguir integrar el HPC en el proceso productivo, integración que puede ir desde el diseño hasta la producción. Desgranémoslo por etapas y dejemos para el final los beneficios acumulados globales .

Diseño en etapa temprana

Con la simulación se obtiene una información completa del sistema que nos permite reconocer mejor los elementos clave e incluso descubrir aspectos que escapan a la intuición o conocimiento dado que hoy en día los productos óptimos son cada vez más complejos. Esto incluso pueden abrir nuevos caminos de innovación. En las etapas tempranas de diseño la simulación nos va a permitir conocer la física y comportamiento de nuestro producto e identificar más claramente cuales pueden ser las líneas de mejora a seguir. Nos va a guiar en las líneas más prometedoras y vamos a descartar rápidamente diseños fallidos.

Diseño

En principio la simulación o análisis de modelos virtuales en el ordenador es en general mucho más barata y rápida que con prototipos reales. Se pueden realizar más ensayos virtuales que nos permiten ir mejorando en base a resultados y lógica, incluso se pueden usar técnicas de optimización automática y obtener un número reducido de prototipos exitosos a construir. Ayuda en el diseño de los test reales a realizar dado que se conocen de antemano los elementos donde realizar medidas o modificaciones.

Producción

El diseño y optimización de la infraestructura y procesos de la cadena productiva son igualmente sensibles al uso del HPC, además de la adecuación del producto al proceso de producción. Otros factores de logística sobre todo en el caso de distribución masiva o bajo demanda pueden ser igualmente susceptibles de simulación.

Beneficios tangibles

Los beneficios clave que el HPC reporta a una empresa son varios. La simulación nos permite reducir el número de prototipos a los más prometedores, descubrir y centrarnos en elementos y evitar prototipos fallidos en una fase temprana de diseño. Esto tiene un claro efecto en la reducción de costes. Otro efecto es la reducción del “tiempo a mercado” que nos vuelve más dinámicos y permite adelantarnos a la competencia. El apoyo del HPC en definitiva se traduce en productos de mayor calidad, mejor diseñados, más eficaces, más baratos. Se da un mayor grado de innovación, competitividad y por tanto mejor retorno de la inversión e innovación más rápida.

Información complementaria

También podéis ver el vídeo que hay en este post y que ha producido por el “Council on Competitiveness” de EE.UU., que es una asociación que trabaja por mantener a EE.UU. como un país competitivo:

Supercomputación, ¿para qué?

General, HPC

En el workshop que se celebrará en Bilbao el día 24 de Marzo se presentarán investigaciones en CFD y como la supercomputación o computación de altas prestaciones (HPC) influye en la investigación y el CFD. A la tarde habrá una sesión privada para investigadores de la UPV/EHU con técnicos especialistas de la empresa CD-Adapco.

Página web del workshop:

http://www.ehu.eus/es/web/cfd-y-supercomputacion

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HPC, IZO-SGI

El Basque Center for Applied Mathematics (BCAM) organiza este curso los días 27 y 28 de Abril en Bilbao. Se hará una introducción a las diferentes arquitecturas (memoria compartida/distribuida, aceleradoras) y los modelos de programación más habituales (OpenMP, MPI y CUDA) y se programará en ellos.

Agenda

El curso es en inglés.

Monday (27/04/2015)
9:30 – 11:30 Sequential Optimizations-Shared Memory Programming (OpenMP)
11:30 – 13:30 Lab

Tuesday (28/04/2015)
9:30 – 11:30 Distributed Memory Programming (MPI)-GPU Programming (CUDA)
11:30 – 13:30 Lab

Más información

Página web del curso.

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General, HPC

En este vídeo se nos muestra brevemente por que la computación de altas prestaciones (High Performance Computing) HPC importa.

La supercomputación es una herramienta empleada en problemas matemáticos, simulaciones físicas y químicas, medicina, ingeniería, meteorología y climatología, geología, etc. y está presente en la vida cotidiana donde se ha empleado en el diseño, construción, producción o distribución de hasta los elementos más inesperados.

General, HPC

El Servicio General de Informática Aplicada a la Investigación (Cálculo Científico) ha renovado la licencia corporativa para la UPV/EHU del programa de dinámica de fluidos (CFD) STARCCM+ para el año 2015.

Estas licencias pueden usarse en los clusters de cálculo del Servicio de Cálculo Científico de la UPV/EHU. También pueden solicitarse licencias personales para uso en los ordenadores de los investigadores, para ello es necesario realizar una solicitud a los técnicos del Servicio de Cálculo Científico.

Características de la licencia

La licencia será valida para un año y permite el uso de todos los procesadores del ordenador. La licencia se puede usar en ordenadores corporativos de la UPV/EHU o  a través de VPN.

Se dispone de licencia de docencia que permite la instalación de STARCCM+ en las aulas de docencia de la UPV/EHU para impartir cursos y asignaturas.

Tarifa

El uso de STARCCM+ en aulas para docencia de cursos y asignaturas es gratuito.

El uso de STARCCM+ en el cluster de cálculo Arina de la UPV/EHU es gratuito y solo se factura el uso de horas de cálculo según la tarifa estándar del Servicio.

Las tarifas que se aplicarán para la instalación de licencias en los ordenadores personales de los investigadores se detalla a continuación.

• Para un PC y menos de 100 horas.

Se pueden solicitar licencias gratuitas para probar el programa, realizar tareas relacionadas con la docencia o proyectos de fin de master. Estas licencias estarán restringidas a PCs de la UPV/EHU y tendrán un máximo de 100 horas de uso. No se dará acceso por VPN.

• Ordenadores personales.

Las licencias destinadas a su instalación en ordenadores corporativos personales cuyo uso va a ser de más de 100 horas se facturará a 140 € por equipo.

Se pueden solicitar acceso a equipos por VPN. Los recursos a traveś de VPN son muy limitados, por ello la licencia se renovará trimestralmente con un costo adicional de 35 € por licencia y trimestre.

• Estaciones de trabajo y servidores.

Las licencias destinadas a su instalación en estaciones de trabajo y servidores (procesadores xeon o similares) tendrá un coste de 45 € por core.

Más información

• Para más información se puede poner en contacto con los técnicos del Servicio de Cálculo Científico.

• Página web del Servicio General de Informática Aplicada a la Investigación (Cálculo Científico).

• Página web de STARCCM+ en el Servicio de Cálculo Científico.

• Página web CD-Adapco, proveedor del software.

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Anuncios, General, IZO-SGI

Con el objetivo de apoyar el área de Dinámica Computacional de Fluidos (CFD por sus siglas en inglés) por el alto valor añadido que aporta a la investigación y el desarrollo de proyectos de ingeniería, la UPV/EHU a través del Servicio de Informática aplicada a la Investigación (Cálculo Científico), IZO-SGI, adquiere una licencia de STAR-CCM+ como software corporativo. Esta adquisición se deriva de la necesidad presentada por varios grupos de investigación.

Este software tiene una larga trayectoria en la UPV/EHU y el nuevo modo de licenciamiento del mismo, que permite un mayor conocimiento de su uso, ha motivado esta memoria para el seguimiento del mismo y análisis de su uso.

Reparto del uso de STAR-CCM+

El uso de STAR-CCM+ tiene varias vertientes. Por un lado tenemos derecho de uso para docencia y para investigación y dentro de la investigación se los investigadores lo pueden usar en sus propios equipos o en el cluster de cálculo del Servicio de Cálculo (IZO-SGI) de la UPV/EHU.

La implantación en la docencia de este software como herramienta es cada vez mayor, aparentemente una de sus grandes ventajas es la relativa facilidad de uso a través de su interfaz gráfica en comparación con otros programas. En docencia se han empleado 3.919 horas de licencia repartidas en 4 asignaturas y dos proyectos de master. Estas asignaturas se imparten en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Bilbao y en la Escuela Universitaria de Ingeniería de Gasteiz. La docencia representa el 17% de uso de la licencia.

Para investigación se han empleado 19.688 horas de licencia repartidas en varios grupos y departamentos, siendo el mayor usuario el Green Energy Taldea que también usa el software en el IZO-SGI. El uso en equipos personales ha sido de 14.749 horas que representa el 75 % del total de investigación y su uso en el IZO-SGI ha sido de 4.939 horas que representa el 25 % restante. En el gráfico adjunto se detalla el reparto del tiempo de licencia.

Memoría económica

El IZO-SGI gestiona por motivos de eficiencia la compra de software en general para su uso por cualquier investigador en el Servicio, pero no es tarea del Servicio la financiación de software corporativo. El gasto de software del Servicio está computado en la tarifa general del mismo dentro del uso de CPU.

La licencia de software permite su uso gratuito en docencia que se explota. Por la peculiaridad de este software es necesaria y posible su instalación en equipos personales de investigadores, es decir, el uso de la licencia se comparte entre los equipos personales y los del IZO-SGI. Por ello el Servicio también se apoya  en el uso personal de los investigadores para repartir el costo de la licencia. El uso de la licencia en equipos personales de los investigadores representa el 75 % del tiempo y estos aportan el 25 % de la financiación de la licencia. Por el contrario, el IZO-SGI aporta el 75 % de la financiación en la adquisición de la licencia y pero solo realiza el 25 % del uso de la misma en sus máquinas.

Memoría científica

Publicaciones

U. Fernández-Gámiz et al 2014 J. Phys.: Conf. Ser. 524 012024 doi:10.1088/1742-6596/524/1/012024

Congresos

Wake equilibrium parameters on a symmetric airfoil from numerical simulations, Gorka Zamorano, Unai Fernandez , Ekaitz Zulueta. 11th World Congress on Computational Mechanics (WCCM XI). Barcelona.

Proyectos fin de carrera

Desarrollo de una válvula de alivio para equipo prototipo de generación de energía undiomotriz tipo OWC. Iñigo Souto. ETSI Bilbao.

Modelización transitoria y optimización de fachada ventilada con PCM mediante software CFD. Jose Maria Mendibil. Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica de Minas y de Obras Públicas (EUITMyOP).

Conclusión

STAR-CCM+ tiene un uso bastante estable a lo largo de los años, pero para ser el CFD un área de gran potencial dentro de la computación de altas prestaciones (HPC), su uso a este nivel no termina de despegar y adoptar las ventajas que el HPC puede aportar . Nos gustaría que dado que existe licencia corporativa de este software su uso fuese mayor, no obstante, el cambio desde otros programas que actualmente se están usando siempre es un paso más o menos tedioso o costoso. Desde un punto de vista económico el reparto del gasto de la licencia no está muy equilibrado en función de su uso y desde el punto de vista científico este año no se ha recogido ningún trabajo, lo cual es un importante punto negro.

IZO-SGI