O que o aumento da capacidade de processamento dos hardwares nos abre de possibilidade no curto e médio prazo?

 Nestes dias me deparei com o anuncio do CEO da Nvidia sobre o aumento da capacidade de processamento que os novos chips que entrarão no mercado esse ano trarão: um único chip terá a capacidade de processamento superior a um supercomputador (cluster com centenas senão milhares de chips em paralelo) com mais poder de hardware de poucos anos atrás. 

Para nós entusiastas da mecânica dos fluidos computacional isso representa uma esperança cada vez maior de vermos viabilizados o uso de códigos baseados na forma original da equação e Navier Stokes, os chamados DNS (direct numerical simulations) a casos de interesse da engenharia, envolvendo geometrias mais complexas e domínios mais amplos.

Hoje o que temos em mãos são pacotes comerciais e alguns de código aberto que resolvem as equações de quantidade de movimento usando a forma chamada RANS (Reynolds Average Navier Stokes), modificada a partir da original, para prever nas regiões de turbulência um calculo satisfatório do campo de velocidade e pressão baseado nos chamados ''Modelos de turbulência''

Logico que há de se destacar que temos um meio termo: o LES (Large Eddy Simulation) e justiça seja feita já temos alguns pacotes que o disponibilizam aos usuários. Porem seu custo computacional ainda o torna proibitivo para casos de estudo complexos (onde o domínio seja extenso e a geometria do corpo de interesse seja complexa).

Enquanto escrevo esta postagem, trabalho juntamente com os alunos Leonardo, Emmanuel e Gabriel de Ávila no desenvolvimento de um código DNS, para uma malha cartesiana, que já fora validado no domínio 2D (bidimensional). Agora o desafio reside em se testar casos no domínio tridimensional, inicialmente com geometrias simples (e o que nossos computadores permitirem). 

Não dá para negar que o futuro nos deixa ansiosos, o que daqui 5 ou 10 anos teremos de hardware disponível a um custo acessível popularizando o uso do DNS para fins de engenharia.

Quanto ao DNS desenvolvido compartilharei com vocês nas próximas postagens parte dos nossos desafios e sucessos, mas enquanto isso deixo com vocês uma imagem abaixo mostrando um pouco do nosso avanço: uma analise de camada limite sobre uma placa plana a partir de um escoamento supersônico (Mach=4) na entrada.

Bem vindos ao blog sobre o grupo de estudos em ferramentas computacionais!!

Que todos sejam muito bem vindos!!

    A ideia da realização desse blog surgiu da necessidade de se criar um ambiente de informação e de divulgação dos trabalhos feitos ate então dentro do escopo do curso de engenharia aeronáutica da PUC Minas referente aos códigos que são desenvolvidos por alunos e professores voluntários para se atender a demandas do próprio curso de bacharel e de pesquisa com o objetivo de se adquirir e propagar conhecimentos na área de mecânica dos fluidos computacional, termodinâmica e tecnologia e conhecimento referente a projetos de maquinas e sistemas de interesse da engenharia aeronáutica e mecânica.

    Esse é o primeiro passo de muitos para se fomentar uma discussão sobre a importância desse tipo de ferramenta - tanto o CFD quanto o CAE - dentro do ambiente acadêmico. Tentarei ao longo da existência desse blog convidar outros professores e alunos que queriam compartilhar suas experiências e ambições, sempre tentando despertar o interesse não só dos novos alunos da instituição de onde sou colaborador, mas de toda a comunidade acadêmica sobre o tema. 

Espero contribuir a todos com conteúdo relevante mostrando o potencial do uso de computadores para se superar os desafios que a engenharia nos impõe.

Atenciosamente

prof. Frederico Vieira de Lima