Суперкомпьютеры в ракетно-космической отрасли

Автор АниКей, 05.05.2010 21:29:00

« предыдущая - следующая »

0 Пользователей и 1 гость просматривают эту тему.

zyxman

Цитата
ЦитатаПотом (в России) это все похерили и объявили что на персоналках можно сделать все то же самое, сильно потеряв на этом темп (остальной мир совершенствовал большие машины). И вот наконец маятник качнулся обратно и в России тоже.  Добро пожаловать на серьезную технику. В технических ВУЗах студенты должны учиться работать на больших машинах. Персоналки только для подготовки документов и терминального доступа.
А большинство "больших машин" сейчас - это случайно не кластеры на том же практически железе, что и персоналки? Ну, кроме особо навороченных экземпляров, конечно?
Да практически так и есть.
Реально передовые суперкомпьютерные программы есть только у США и у Японии, а у всех остальных происходит то что называется "коммерциализация достижений фундаментальной науки" или по нашему - попил под предлогом повышения средней температуры по больнице.
В принципе с нашим уровнем это тоже лучше чем совсем ничего, но с таким подходом, ни о каких стратегических достижениях серьезно говорить нельзя.
"Демократия, это когда царь умный, а также добрый и честный по отношению к своим холопам".
--
Удача - подготовленный успех!

zyxman

ЦитатаНа сегодня наработано (за рубежом, у нас) немереное количество сертифицированного прикладного программного обеспечения (газодинамика, гидравлика, космическая механика, баллистика, моделирование физических процессов, теплопроводность, ЖРД...). В каждой фирме свое. В каждой отрасли свое. Фирмы эти программы держат "ближе к орденам". На продажу специализированные сертифицированные программы стоят бешеных денег. Как сделать их повсеместно доступными инженеру (конструктору, расчетчику...) - вот основная проблема.
DARPA с 1970-х годов работает в этом направлении и имеет некоторые успехи.
Все довольно просто - когда некоторой фирме даются деньги на разработку, документы составляются таким образом что все наработанное ноу-хау (и в том числе и программы) становятся собственностью государства, а государство затем это ноу-хау выпускает в мир как стандарты (по которым уже затем делает закупки), либо как открытый софт (в Юниксах довольно велика доля такого кода).
Но мы как всегда идем "своим, особенным путем".
"Демократия, это когда царь умный, а также добрый и честный по отношению к своим холопам".
--
Удача - подготовленный успех!

sychbird

Цитата
ЦитатаОдно из очевидных направлений использования суперкомпьютеров в ракетостроении - это прочностные расчеты. Появляется возможность прочностных расчетов изделия в целом с учетом технологических особенностей производства отдельных узлов и сборок. Но такая возможность неминуемо упрется в консерватизм отраслевых норм и стандартов.

В строительстве зарубежном этот этап пройден, и на выходе получили возможность создания конструкций, принципиально невозможных до этого. Самое интересное - что удалось значительно снизить валовый удельный вес сооружений. И большая часть пришлась не на долю новых конструкционных материалов, а на оптимизацию расчетных методик и снижение избыточных запасов по прочности.

Ежу ясно, что подобное облегчение конструкций может значить для снижения удельной стоимости вывода ПН на орбиту.

Несмотря на внедрение МКЭ в прочностные расчеты, массовое совершенство ракетных блоков нисколько не улучшилось за последние 40 лет :cry:
Дмитрий, я правильно понимаю, что под МКЭ имеется ввиду микроэлектроника?

Мне кажется, что дело в том, что основные методики прочностных расчетов остались прежними. Идет расчет узлов и сборок на основе отраслевых  норм запасов прочности для разных групп конструктивных элементов. Суперкомпьютер дает возможность считать прочность всего конечного изделия с учетом технологических (в принципе переменных) особенностей производства узлов и элементов конструкции, и с учетом реальных нагрузок работающей машины. Это в идеале. До этого предстоит пройти долгий путь создания моделей и преодаления организационно-бюрократических стереотипов. Прочностные расчеты дело консервативное в принципе, и  этому есть объективные причины.
Ответил со свойственной ему свирепостью (хотя и не преступая ни на дюйм границ учтивости). (C)  :)

zyxman

Цитата
ЦитатаА Вы знаете что большинство руководителей и их замов не используют компьютер в работе?
Поэтому всю документацию им носят в распечатанном виде, которую они типа смотрят и выдают замечания
Дык они им пользоваться до сих пор не умеют... Одного знакомого с такой же бедой подчиненные выучили худо-бедно работать на компе по американскому учебнику для даунов (истерически ржал весь отдел) - он очень доходчивый и с картинками... Но больших начальников так не выучить...
Архиправильно!
Нужно еще научиться формировать элиту - вводить в элиту новых, способных людей и выводить из элиты не справившихся.
"Демократия, это когда царь умный, а также добрый и честный по отношению к своим холопам".
--
Удача - подготовленный успех!

sychbird

ЦитатаНужно еще научиться формировать элиту - вводить в элиту новых, способных людей и выводить из элиты не справившихся.
Кому научиться? :roll: Это по определению процесс самоорганизации. Определяется правилами  игры, которые тоже есть продукт самооорганизации. :wink: А степень конкурентно-способности правил игры определяет результат мета-игры. :)
Ответил со свойственной ему свирепостью (хотя и не преступая ни на дюйм границ учтивости). (C)  :)

zyxman

Цитата
ЦитатаА большинство "больших машин" сейчас - это случайно не кластеры на том же практически железе, что и персоналки? Ну, кроме особо навороченных экземпляров, конечно?
Нет. Любая машина должна быть сбалансированной. То есть мощность процессора, скорость записи в память и внешние устройства и скорость обмена по шине и сети должны быть адекватны друг другу. Основная проблема дешевых персоналок - узкая шина, на которой все и умирает. Шина в приличных SMP машинах как правило очень широкая, транзакционная, с многочисленными контроллерами доступа к расслоенной памяти.
Верно, но сейчас чистых SMP нет ни у кого вообще - практически все современные суперкомпьютеры кластерные, потому что так дешевле.
Проблема кластеров в том, что очень медленные связи между узлами кластера (в сравнении с производительностью узла), а это очень ограничивает круг эффективно решаемых задач.

И разница в том, что в США действительно серьезно работают над существенным ускорением связей.
Да, да, именно так - для этого пытаются применить все имеющиеся достижения электронной технологии.
"Демократия, это когда царь умный, а также добрый и честный по отношению к своим холопам".
--
Удача - подготовленный успех!

zyxman

Цитата
ЦитатаНужно еще научиться формировать элиту - вводить в элиту новых, способных людей и выводить из элиты не справившихся.
Кому научиться?
Фактически народу. Конкретнее мне и вам - тому кто задумывается, а не просто живет сегодняшним днем.

ЦитатаЭто по определению процесс самоорганизации. Определяется правилами  игры, которые тоже есть продукт самооорганизации. :wink: А степень конкурентно-способности правил игры определяет результат мета-игры. :)
Если вам сложно говорить простым языком - лучше идите в коммунисты и не морочьте голову :wink:
"Демократия, это когда царь умный, а также добрый и честный по отношению к своим холопам".
--
Удача - подготовленный успех!

freinir

Цитата
Цитата
ЦитатаОдно из очевидных направлений использования суперкомпьютеров в ракетостроении - это прочностные расчеты. Появляется возможность прочностных расчетов изделия в целом с учетом технологических особенностей производства отдельных узлов и сборок. Но такая возможность неминуемо упрется в консерватизм отраслевых норм и стандартов.

В строительстве зарубежном этот этап пройден, и на выходе получили возможность создания конструкций, принципиально невозможных до этого. Самое интересное - что удалось значительно снизить валовый удельный вес сооружений. И большая часть пришлась не на долю новых конструкционных материалов, а на оптимизацию расчетных методик и снижение избыточных запасов по прочности.

Ежу ясно, что подобное облегчение конструкций может значить для снижения удельной стоимости вывода ПН на орбиту.

Несмотря на внедрение МКЭ в прочностные расчеты, массовое совершенство ракетных блоков нисколько не улучшилось за последние 40 лет :cry:
Дмитрий, я правильно понимаю, что под МКЭ имеется ввиду микроэлектроника?

Мне кажется, что дело в том, что основные методики прочностных расчетов остались прежними. Идет расчет узлов и сборок на основе отраслевых  норм запасов прочности для разных групп конструктивных элементов. Сеперкомпьютер дает возможность считать прочность всего конечного изделия с учетом технологических (в принципе переменных) особенностей производства узлов и элементов конструкции, и с учетом реальных нагрузок работающей машины. Это в идеале. До этого предстоит пройти долгий путь создания моделей и преодаления организационно-бюрократических стереотипов. Прочностные расчеты дело консервативное в принципе, и  этому есть объективные причины.

Решение задач прочности на компьютере ничего нового с точки зрения физики не добавит. Метод конечных элементов хорош чтобы проверить задачи с нелинейностями и тд. Можно сделать топологическую оптимизацию. Но общий вес таких конструкций достаточно мал в весе ракеты. К тому-же во главе процесса стоит человек и если он изначально не знает что он должен получить, то получится всякая фигня.

sychbird

Цитата
Цитата
ЦитатаНужно еще научиться формировать элиту - вводить в элиту новых, способных людей и выводить из элиты не справившихся.
Кому научиться?
Фактически народу. Конкретнее мне и вам - тому кто задумывается, а не просто живет сегодняшним днем.
Так это и есть самоорганизация! :D
Цитата
ЦитатаЭто по определению процесс самоорганизации. Определяется правилами  игры, которые тоже есть продукт самооорганизации. :wink: А степень конкурентно-способности правил игры определяет результат мета-игры. :)
Если вам сложно говорить простым языком - лучше идите в коммунисты и не морочьте голову :wink:
Так я специально под Ваши предпочтения выбрал рыночную терминологию. :D Коммунизм тут как раз отдыхает.:P  Мета-игра и есть рынок в глобальном аспекте. :mrgreen:
Ответил со свойственной ему свирепостью (хотя и не преступая ни на дюйм границ учтивости). (C)  :)

sychbird

Цитата
Цитата
Цитата
ЦитатаОдно из очевидных направлений использования суперкомпьютеров в ракетостроении - это прочностные расчеты. Появляется возможность прочностных расчетов изделия в целом с учетом технологических особенностей производства отдельных узлов и сборок. Но такая возможность неминуемо упрется в консерватизм отраслевых норм и стандартов.

В строительстве зарубежном этот этап пройден, и на выходе получили возможность создания конструкций, принципиально невозможных до этого. Самое интересное - что удалось значительно снизить валовый удельный вес сооружений. И большая часть пришлась не на долю новых конструкционных материалов, а на оптимизацию расчетных методик и снижение избыточных запасов по прочности.

Ежу ясно, что подобное облегчение конструкций может значить для снижения удельной стоимости вывода ПН на орбиту.

Несмотря на внедрение МКЭ в прочностные расчеты, массовое совершенство ракетных блоков нисколько не улучшилось за последние 40 лет :cry:
Дмитрий, я правильно понимаю, что под МКЭ имеется ввиду микроэлектроника?

Мне кажется, что дело в том, что основные методики прочностных расчетов остались прежними. Идет расчет узлов и сборок на основе отраслевых  норм запасов прочности для разных групп конструктивных элементов. Сеперкомпьютер дает возможность считать прочность всего конечного изделия с учетом технологических (в принципе переменных) особенностей производства узлов и элементов конструкции, и с учетом реальных нагрузок работающей машины. Это в идеале. До этого предстоит пройти долгий путь создания моделей и преодаления организационно-бюрократических стереотипов. Прочностные расчеты дело консервативное в принципе, и  этому есть объективные причины.

Решение задач прочности на компьютере ничего нового с точки зрения физики не добавит. Метод конечных элементов хорош чтобы проверить задачи с нелинейностями и тд. Можно сделать топологическую оптимизацию. Но общий вес таких конструкций достаточно мал в весе ракеты. К тому-же во главе процесса стоит человек и если он изначально не знает что он должен получить, то получится всякая фигня.
Виноват, не понял, что речь идет о методе конечных элементов. Слушал защиты диссертаций в строительном совете, там чаще используется терминология:  метод Рэллея - Ритца.

Согласен, что не добавит с точки зрения физики. А вот с точки зрения учета в модели расчета прочности всего изделия под реальными нагрузками, значительно большего числа дифференциальных уравнений, отражающих всю совокупность реальных ускорений и деформаций и полную совокупную геометрию изделия, задающего полный набор краевых задач, наличие суперкомпьютера может оказаться решающим. По крайней мере в расчете уникальных по масштабу строительных конструкций это имело место.
Ответил со свойственной ему свирепостью (хотя и не преступая ни на дюйм границ учтивости). (C)  :)

Suzeren

Никаких суперкомпьютеров не надо. Достаточно обычного хорошего сервера, процессоров эдак на 8. Тысяч за 500.

И к тому же, если бы это что-то изменило кардинально... Уверяю, что при наличии суперкомпьютеров аппараты лучше резко летать не начнут. :) Поэтому, каждые траты должны быть обоснованы. Т.е иметь конкретную цель. Сейчас такой цели нет, что бы взять и вбахать миллионы в какую-то дорогущую игрушку, без которой очень даже неплохо можно обойтись меньшей кровью.

Петр Зайцев

ЦитатаА большинство "больших машин" сейчас - это случайно не кластеры на том же практически железе, что и персоналки? Ну, кроме особо навороченных экземпляров, конечно?
Примерно так, но есть и исключения (нампример семейство BlueGene использует ядрышки от PPC 405, а в системе Road Runner - Cell вместе с SPU как в Плейсташине. Главное, однако, в том какая сеть используется. В принципе можно напихать кучу одноплатных компов в стойки и повязать их Инфинибандом. Собственно, самарская машина так и сделана. Получилось пиковая производительность 10 терафлоп, практическая производительнось - ну тут как использовать.

Если кто интересуется, я советую почитать такой документ: "ExaScale Computing Study: Technology Challenges in Achieving Exascale Systems" под редакцией Питера Когге. Спешите, пока он совсем не устарел.

-- Pete

Гость 22

ЦитатаДмитрий, я правильно понимаю, что под МКЭ имеется ввиду микроэлектроника?
Метод Конечных Элементов.

Петр Зайцев

Цитата
ЦитатаЕжу ясно, что подобное облегчение конструкций может значить для снижения удельной стоимости вывода ПН на орбиту.

Несмотря на внедрение МКЭ в прочностные расчеты, массовое совершенство ракетных блоков нисколько не улучшилось за последние 40 лет :cry:

Мне очень не хочется спорить с экспертом по предмету, но что-то мне как обывателю верится с трудом. Я знаю о двух фактах:

1) Массовоэ совершенство гражданских самолетов очень улучшилось за последние годы, и это кстати сильно помогло уменьшить рас-ход топлива (вместе с большими движками, конечно). Я конкретно смотрел на разницу семейства 757/767 и 777, в контексте переделки их в заправщики. Это было несколько лет назад, но я слышал, что 787 еще легче чем 777 (по удельному весу). На маленьких самолетах это не так заметно, но мне кажется есть. Я тут недавно подумывал, чтобы купить LSA. Если мы посмотрим на Luscombe LSA-8 - это конструкция оставшаяся с довоэнных времен - то получим 310 фунтов нагрузки (75 багажа) при дальности 708 миль (нелегальный взлет с перегрузкой, конечно). А у пластмассового CTLS, 345 фунтов и 830 миль. Ну тут можно спорить, там размер баков и.т.д., но точно есть прогресс. Заметим в скобках, что CTLS мне предлагали за 108 тысяч долларов, а Luscombe уходит с завода за 83. Но суть в том, что точно самолеты становятся легче, и большие и маленькие.

2) Я много вижу в прессе сообщений о улучшенных характеристиках Протона, причем указывают не только на то как его перестали красить, но и на замену металлических компонентов пластиковыми, например. Возможно, что можно было бы оптимизировать конструкцию в целом если уточнить рассчеты. Так или иначе, облегчение есть. Или врут? По-моему есть.

-- Pete

Петр Зайцев

Цитата
Цитата
ЦитатаНа 10 терах можно огого вычисления забабахать, каждый шов на обшивке ППТК смоделировать, и на всем протяжении спуска.
смущает то, что нет никаких упоминаний о прикладном софте
а без софта и на супере будут только пасьянсы раскладывать да бухгалтерию считать, знаем-плавали
Компьютер устанавливается в НИВЦ МГУ, а там есть мощная команда математиков - программистов. (. . .)
Два вопроса:
 - Вам что-нибудь известно, кто сейчас остался в НИВЦе? И предполагаю А.Н. Тихонравов, но он один это еще не команда. Она там правда есть? Кто?
 - Как НИВЦ связан с компьютером в Самарском авиакосмическом институте? Ну или хотя бы с задачами разработки РН где угодно?

Гость 22

ЦитатаНесмотря на внедрение МКЭ в прочностные расчеты, массовое совершенство ракетных блоков нисколько не улучшилось за последние 40 лет :cry:
Прочностные расчеты на компьютере приводят в основном не к улучшению массового совершенства, а к сокращению затрат на по сути тот же расчет, что и сорок лет назад (выполнявшийся тогда отделом считальщиц на арифмометрах).

Помимо расчетов на прочность конкретного железа, есть еще одна область применения компьютеров: моделирование многочисленных вариантов изделий без необходимости их изготавливать и проводить на них реальные тесты. Если программа верифицирована экспериментами, а при её создании использовались статистические данные десятков или сотен проведенных натурных испытаний и практической эксплуатации, то применение таких программ способно существенно сократить затраты на НИОКР.

Not

ЦитатаНикаких суперкомпьютеров не надо. Достаточно обычного хорошего сервера, процессоров эдак на 8. Тысяч за 500.

И к тому же, если бы это что-то изменило кардинально... Уверяю, что при наличии суперкомпьютеров аппараты лучше резко летать не начнут. :) Поэтому, каждые траты должны быть обоснованы. Т.е иметь конкретную цель. Сейчас такой цели нет, что бы взять и вбахать миллионы в какую-то дорогущую игрушку, без которой очень даже неплохо можно обойтись меньшей кровью.
Вот аппараты у вас и не летают, только не обижайтесь. То температурный баланс недосчитали (Коронас), то всех граничных условий при маневре не учли, то излишне линеаризовали... А потом разводят руками -дескать это же Космос, там вам не тут. А то, что большую часть проблем можно решить на Земле, не сходя со своей табуретки, банальной симуляцией на суперэвм - для этого нужен недюжинный ум, видимо.

Одни специалисты (Старый) утверждают что гигагерцы и гигабайты не нужны на борту. Они же потом заявляют, что у нас межпланетные станции и научные аппараты почему то не летают как надо, а если и летают то пользы от них с гулькин нос. Другие утверждают что и на земле все можно (утрирую) логарифмической линейкой просчитать. Можно, наверное, если главная задача - с заданной точностью вывести чугунную болванку.

Not

Цитата
Цитата
Цитата
ЦитатаНа 10 терах можно огого вычисления забабахать, каждый шов на обшивке ППТК смоделировать, и на всем протяжении спуска.
смущает то, что нет никаких упоминаний о прикладном софте
а без софта и на супере будут только пасьянсы раскладывать да бухгалтерию считать, знаем-плавали
Компьютер устанавливается в НИВЦ МГУ, а там есть мощная команда математиков - программистов. (. . .)
Два вопроса:
 - Вам что-нибудь известно, кто сейчас остался в НИВЦе? И предполагаю А.Н. Тихонравов, но он один это еще не команда. Она там правда есть? Кто?
В НИВЦе общим управлением занимается команда Вл.В. Воеводина.

www.parallel.ru

Цитата- Как НИВЦ связан с компьютером в Самарском авиакосмическом институте? Ну или хотя бы с задачами разработки РН где угодно?
Не знаю. Считают там плазменную динамику, аэродинамику, еще что-то. Но лучше все же спросить у них - ссылку я вам дал.

freinir

Цитата
Цитата
ЦитатаЕжу ясно, что подобное облегчение конструкций может значить для снижения удельной стоимости вывода ПН на орбиту.

Несмотря на внедрение МКЭ в прочностные расчеты, массовое совершенство ракетных блоков нисколько не улучшилось за последние 40 лет :cry:

Мне очень не хочется спорить с экспертом по предмету, но что-то мне как обывателю верится с трудом. Я знаю о двух фактах:

1) Массовоэ совершенство гражданских самолетов очень улучшилось за последние годы, и это кстати сильно помогло уменьшить рас-ход топлива (вместе с большими движками, конечно). Я конкретно смотрел на разницу семейства 757/767 и 777, в контексте переделки их в заправщики. Это было несколько лет назад, но я слышал, что 787 еще легче чем 777 (по удельному весу). На маленьких самолетах это не так заметно, но мне кажется есть. Я тут недавно подумывал, чтобы купить LSA. Если мы посмотрим на Luscombe LSA-8 - это конструкция оставшаяся с довоэнных времен - то получим 310 фунтов нагрузки (75 багажа) при дальности 708 миль (нелегальный взлет с перегрузкой, конечно). А у пластмассового CTLS, 345 фунтов и 830 миль. Ну тут можно спорить, там размер баков и.т.д., но точно есть прогресс. Заметим в скобках, что CTLS мне предлагали за 108 тысяч долларов, а Luscombe уходит с завода за 83. Но суть в том, что точно самолеты становятся легче, и большие и маленькие.

2) Я много вижу в прессе сообщений о улучшенных характеристиках Протона, причем указывают не только на то как его перестали красить, но и на замену металлических компонентов пластиковыми, например. Возможно, что можно было бы оптимизировать конструкцию в целом если уточнить рассчеты. Так или иначе, облегчение есть. Или врут? По-моему есть.

-- Pete

Опять же здесь это не расчёты помогли, а внедрение других материалов, технолгий и т.д.
Кстати, в Протоне больший вклад в увеличение массы ПН внесло не уменьшение массы конструкции как таковой. А уменьшение массы конструкции в свою очередь сильно связано с уменьшением нагрузок (при внедрении СУ и нового носка ГО).

АниКей

ЦитатаCверхсложные вычислительные задачи, решаемые на суперкомпьютерах.

Grand challenges - это фундаментальные научные или инженерные задачи с широкой областью применения, эффективное решение которых возможно только с использованием мощных (суперкомпьютерных) вычислительных ресурсов.

Вот лишь некоторые области, где возникают задачи подобного рода:

    * Предсказания погоды, климата и глобальных изменений в атмосфере
    * Науки о материалах
    * Построение полупроводниковых приборов
    * Сверхпроводимость
    * Структурная биология
    * Разработка фармацевтических препаратов
    * Генетика человека
    * Квантовая хромодинамика
    * Астрономия
    * Транспортные задачи
    * Гидро- и газодинамика
    * Управляемый термоядерный синтез
    * Эффективность систем сгорания топлива
    * Разведка нефти и газа
    * Вычислительные задачи наук о мировом океане
    * Разпознавание и синтез речи
    * Разпознавание изображений
из предыдущей ссылки http://www.parallel.ru/
А кто не чтит цитат -- тот ренегат и гад!