Partner:
SIGMA GROUP a.s.

Odvětví: strojírenství

Ve spolupráci se členy skupiny SIGMA GROUP a.s., moderní a dynamicky se rozvíjející strojírenskou firmou, která stojí v čele uskupení nejvýznamnějších výrobců čerpací techniky v České republice, pracujeme na urychlení a zlevnění optimalizačního procesu lopatkových strojů, jako jsou například odstředivá čerpadla.

Při návrhu odstředivých čerpadel je jedním z nejdůležitějších parametrů jejich účinnost, která je značně ovlivněna tvarem lopatek rotorové i statorové části, nebo tvarem náběžné a odtokové hrany. Pro nalezení optimálního tvaru zmíněných částí tak, aby čerpadla dosahovala nejvyšší možné účinnosti pro co nejširší provozní oblast, je nezbytné provedení velkého množství (desítky až stovky) výpočetně náročných CFD simulací. Počet těchto simulací je úzce spojen s počtem návrhových proměnných ovlivňujících komplexní změny geometrie čerpadla. Výsledky CFD simulace pro jednu návrhovou proměnnou, tj. fixní tvar čerpadla, lze při využití několika stovek výpočetních jader obdržet v řádu 0,5–2 dnů v závislosti na velikosti úlohy a počtu použitých výpočetních jader. Při použití standardní pracovní stanice se čas výpočtu jednoho návrhu může pohybovat v řádu týdnů. Komplexní optimalizace čerpadla se tedy v takovémto případě stává nereálnou. Infrastruktura IT4Innovations poskytuje dostatek výpočetních kapacit, které umožňují nezávislé spuštění výpočtů velkého počtu geometrických návrhů současně, což nalezení optimálního řešení zkracuje na řád několika dnů až týdnů, na rozdíl od měsíců až roků při použití standardní pracovní stanice s omezeným výpočetním výkonem.

Standardním zavedeným postupem při optimalizaci čerpadel je využití komerčních nástrojů umožňujících řešení CFD simulací. Jejich použití se při nasazení na HPC infrastrukturu stává ekonomicky nerentabilní z důvodů finanční náročnosti pořízení licencí a omezené možnosti přizpůsobení potřebám zákazníka.

Hlavním cílem společných aktivit je nahrazení komerčního řešení pomocí dostupných open source knihoven a jejich kombinace s in-house softwarovým řešením, které plnohodnotně splňuje potřeby partnera bez dodatečných finančních nákladů vynaložených při pořizování komerčních licencí. Toto řešení ve spojení s HPC infrastrukturou IT4I umožňuje průmyslovému partneru zefektivnit proces návrhu nových zařízení a snížit tak náklady vývojového cyklu.

Slovo partnera

Mgr. Tomáš Krátký
SIGMA Výzkumný a vývojový ústav, s.r.o

“Spolupráci s IT4I hodnotíme jako velice přínosnou. Přechod k „velkému“ HPC se pro potřeby vývoje čerpadel postupem času stal nezbytným, technická náročnost a naše nezkušenost s podobnými řešeními však představovaly obtížně překonatelnou překážku. Odborníci z IT4Innovations dokázali přispět komplexním řešením, od pomoci s konfigurací clusteru až po spouštění výpočtů a skriptů na míru. Díky tomu, že mnozí mají navíc technické vzdělání a zkušenosti se společnými projekty s průmyslovými partnery, byla komunikace velice snadná.”