Суперкомпьютерные и грид-технологии входят в перечень критических технологий РФ. Внедрение суперкомпьютерных и грид-технологий позволяет на порядок сократить время разработки новых высокотехнологичных изделий и обеспечить существенную экономию ресурсов при создании новой производственной технологии.
Университет занимает лидирующие позиции в РФ в области суперкомпьютерных и грид-тенологий. Суперкомпьютер университета производительностью 16 терафлопс входит в десятку ведущих суперкомпьютеров стран СНГ. Университет, наряду с МГУ им. М.В.Ломоносова, Нижегородским и Томским государственными университетами, является одним из соучредителей Ассоциации суперкомпьютеных университетов России.
Направления исследования (цели, задачи)
- Разработка технологий сквозного проектирования с использованием суперкомпьютерного моделирования для создания инновационных энерго- и ресурсосберегающих промышленных технологий в ПНР НИУ.
- Создание математического и программного обеспечения для автоматической генерации распределенных виртуальных испытательных стендов, позволяющих оптимизировать процесс инженерного проектирования и анализа новых или модернизируемых изделий и технологических линий в металлургии, машиностроении и энергетике.
- Разработка технологических основ создания компьютерных моделей человеческого тела с учетом кожных покровов, соединительных тканей, мышц и внутренних органов для суперкомпьютерного моделирования задач, связанных с получением качественно новых видов одежды, средств защиты и реабилитации человека и др. применения.
- Разработка теоретических основ эффективного распараллеливания обработки запросов в системах баз данных для многопроцессорных многоядерных архитектур с большой суммарной оперативной памятью, работающих в грид-средах.
- Суперкомпьютерное моделирование окружающей среды.
Достигнутые результаты
По направлению «Создание математического и программного обеспечения для автоматической генерации распределенных виртуальных испытательных стендов, позволяющих оптимизировать процесс инженерного проектирования и анализа новых или модернизируемых изделий и технологических линий в металлургии, машиностроении и энергетике» в отчетный период 2014г. была разработана концепция частной облачной PaaS-платформы Mjolnirr, предоставляющей облачные сервисы на базе распределенных вычислительных сред, разработана подсистема DiVTB Control System.
Проведены следующие эксперименты: тестирование производительности программного комплекса Mjolnirr; тестирование программного компонента DiVTB Control System. Проведены работы по созданию алгоритма планирования ресурсов в проблемно-ориентированных средах для эффективного планирования заданий. Разработана система моделирования алгоритмов планирования и диспетчеризации в распределенных вычислительных системах.
Были разработаны модель проблемно-ориентированной среды и алгоритм планирования ресурсами, учитывающие специфику проблемно-ориентированной среды.
На основе предложенных подходов реализована программная система DiVTB Broker, ориентированный на работу в проблемно-ориентированных распределенных вычислительных средах. Проведены вычислительные эксперименты, подтверждающие эффективность предложенных методов управления вычислительными ресурсами.
По направлению «Разработка технологических основ создания компьютерных моделей человеческого тела с учетом кожных покровов, соединительных тканей, мышц и внутренних органов для суперкомпьютерного моделирования задач, связанных с получением качественно новых видов одежды, средств защиты и реабилитации человека и др. применения» в отчетный период 2014г. были произведены следующие теоретические разработки:
созданы модели пролетов воздушной линии электропередачи напряжением 500 кВ, позволяющие расчетным путем получать распределение напряженности электрического поля под воздушной линией электропередач; получена математическая модель мышц при сжатии, необходимая для моделирования ударного воздействия на организм человека; созданы модели керамических структур (входят в состав бронежилетов) на основе комбинации двух систем элементарных объемов (Voxel) случайно распределенных по объему и отличающихся характеристиками упругости и прочности; создана модель термопластичных композитов, эта модель позволяет с достаточной точностью прогнозировать как остаточную скорость ударника после пробоя, так и размеры зоны расслоения.
Проведены следующие эксперименты: выполнение расчетов на суперкомпьютере с целью определения напряженности электрического поля под воздушной линией электропередачи с учетом рельефа местности; исследование циклического сжатия с использованием универсальной испытательной машины INSTRON 5882 мышц при скорости траверсы 5 мм/мин; проведены натурные и численные (на суперкомпьютере) испытания до разрушения образцов, имеющих дискообразную форму, из керамики с пористостью 4…23% по схеме изгиба на кольцевой опоре и получены величины разрушающей нагрузки, расчетные и экспериментальные данные отлично согласуются между собой.
По направлению «Разработка теоретических основ эффективного распараллеливания обработки запросов в системах баз данных для многопроцессорных многоядерных архитектур с большой суммарной оперативной памятью, работающих в грид-средах» в отчетный период 2014 г. были произведены следующие теоретические разработки: разработано формальное описание распределенных колоночных индексов, предназначенных для параллельной обработки запросов к сверхбольшим базам данных на основе доменно-интервальной фрагментации; разработана математическая модель многопроцессорных вычислительных систем с многоядерными ускорителями.
Разработано следующее программное обеспечение (ПО): прототип обработчика транзакций, использующего распределенные колоночные индексы; эмулятор процессов параллельной обработки транзакций на вычислительных кластерах с многоядерными ускорителями. Проведены эксперименты на суперкомпьютере «Торнадо ЮУрГУ», исследующие эффективность разработанного ПО.
По направлению «Суперкомпьютерное моделирование окружающей среды» в отчетный период 2014г. были произведены следующие теоретические разработки: разработаны элементы универсального подхода, объединяющего эмпирические и численные методы прогноза погоды, основанные на реконструкции жизненного цикла атмосферного объекта.
Проведены следующие эксперименты: с использованием модели WRF-ARW произведена реконструкция циркуляций острова тепла г. Челябинска для двух периодов экстремального загрязнения атмосферы и реконструкция эволюции 15 конвективных систем, сопровождавшихся опасными явлениями погоды. Дальнейшие работы позволят создать комплекс конкретных методик прогноза опасных явлений, включая оценку редких экстремальных явлений.
Лаборатории мирового уровня ПНР-5
Наименование товара, работы, услуги | Год закупки | Место размещения (корпус, комната) | Наименование подразделения | ФИО руководителя подразделения | Телефон и e-mail руководителя подразделения |
---|---|---|---|---|---|
Комплект оборудования для моделирования газодинамических процессов класса проектного обучения лаборатории "Суперкомпьютерного моделирования" | 2010 | г. Челябинск, пр. Ленина 87, ауд. 112 | Кафедра «Летательные аппараты и автоматические установки» | Махнович С.В. | 8(351)267-94-57 |
Комплект оборудования для класса проектного обучения лаборатории "Суперкомпьютерного моделирования" | 2010 | г. Челябинск, пр. Ленина 85 ауд.109, ауд. 233 | Кафедра «Летательные аппараты и автоматические установки» | Махнович С.В. | 8(351)267-94-57 |
Высокопроизводительный вычислительного комплекса «СКИФ-Аврора» | 2010 | г. Челябинск, пр. Ленина 87, ауд. 104 | Суперкомпьютерный центр | Соколинский Л.Б. | 8(351)267-99-35 |
Программно-аппаратный комплекс для лаборатории "Суперкомпьютерного моделирования" | 2010 | г. Челябинск, пр. Ленина 87, ауд. 112 | Суперкомпьютерный центр | Соколинский Л.Б. | 8(351)267-99-35 |
Аппаратно-программный комплекс «Система поддержки персональных виртуальных компьютеров» | 2010 | г. Челябинск, пр. Ленина 87, ауд. 102 | Суперкомпьютерный центр | Соколинский Л.Б. | 8(351)267-99-35 |
Комплект расширения "Скиф - Аврора" | 2010 | г. Челябинск, пр. Ленина 87/3г, ауд. 104 | Суперкомпьютерный центр | Соколинский Л.Б. | 8(351)267-99-35 |
Аппаратно-программный комплекс для автоматизированного телеметрического сбора и передачи в систему хранения суперкомпьютера данных кардиопульмонологических исследованийдля последующей аналитической обработки данных на суперкомпьютере | 2011 | г.Челябинск, ул.Сони Кривой 60, лаборатория | Кафедра «Теория и методика физической культуры и спорта» | Исаев А.П. | 8(351)267-99-56 |
Профессиональные весы-анализаторы | 2011 | г.Челябинск,ул.Сони Кривой, 60. УСК, ауд. 01 | Кафедра «Теория и методика физической культуры и спорта» | Исаев А.П. | 8(351)267-99-56 |
Компьютерный комплекс для диагностики нарушений равновесия, исследования патологии опорно-двигательной системы, реабилитации человека, сбора и передачи в систему хранения суперкомпьютера данных исследований для последующей аналитической обработки данных на суперкомпьютере | 2011 | г.Челябинск,ул.Сони Кривой, 60. УСК, ауд.01 | Кафедра «Теория и методика физической культуры и спорта» | Исаев А.П. | 8(351)267-99-56 |
Диагностическая система для проведения нагрузочного тестирования с газоанализом состояния человека в экстремальных условиях, сбор и передача в систему хранения суперкомпьютера данных исследований для последующей аналитической обработки данных на суперкомпьтере | 2011 | г.Челябинск, ул.Сони Кривой 60, лаборатория | Кафедра «Теория и методика физической культуры и спорта» | Исаев А.П. | 8(351)267-99-56 |
Неинвазивный анализатор формулы крови для диагностики крови человека, сбора и передачи в систему хранения суперкомпьютера данных для последующей аналитической обработки данных на суперкомпьютере | 2011 | г.Челябинск, ул.Сони Кривой 60, лаборатория | Кафедра «Теория и методика физической культуры и спорта» | Исаев А.П. | 8(351)267-99-56 |
Комплекс компьютеризированный для пространственной регистрации взаиморасположения остистых отростков позвоночника и других костных выступов тела человека, сбора и передачи в систему хранения суперкомпьютера данных исследований для последующей аналитической обработки данных на суперкомпьютере | 2011 | г.Челябинск, ул.Сони Кривой 60, лаборатория | Кафедра «Теория и методика физической культуры и спорта» | Исаев А.П. | 8(351)267-99-56 |
Высокопроизводительный вычислительный комплекс в целях модернизации программно-аппаратного вычислительного комплекса «СКИФ-Аврора ЮУрГУ» для выполнения гибридных вычислений | 2012 | г.Челябинск. Пр.Ленина, д.87. ауд.104 | Лаборатория суперкомпьютерного моделирования | Соколинский Л.Б. | 8(351)267-99-35 |
Комплект расширения аппаратно-программного комплекса "Система поддержки персональных виртуальных компьютеров" для выполнения исследований в области энерго- и ресурсосбережения | 2012 | г.Челябинск, пр.Ленина, д. 87, Учебно-лабораторный корпус №3Г ауд. 102 | Лаборатория суперкомпьютерного моделирования | Соколинский Л.Б. | 8(351)267-90-89 |
Комплекс для внедрения суперкомпьютерных технологий в научную и инновационную деятельность для решения проблем энерго- и ресурсосбережения | 2013 | г.Челябинск, пр.Ленина, д. 87, Учебно-лабораторный корпус №3Г ауд. 102 | Лаборатория суперкомпьютерного моделирования | Соколинский Л.Б. | 8(351)267-90-89 |
Комплекс для решения на суперкомпьютере научных задач в области разработки информационно-измерительной техники для решения проблем энерго- и ресурсосбережения | 2014 | г.Челябинск, пр.Ленина,87 ауд.102 | Лаборатория суперкомпьютерного моделирования | Костенецкий П.С. | 8(351)267-90-06 |
Комплекс для использования суперкомпьютерных и грид-технологий в научной деятельности университета для решения проблем энерго- и ресурсосбережения | 2014 | г.Челябинск, пр.Ленина,87 ауд.102 | Лаборатория суперкомпьютерного моделирования | Костенецкий П.С. | 8(351)267-90-06 |
Комплекс для решения на суперкомпьютере научных задач в области энерго- и ресурсосбережения | 2014 | г.Челябинск, пр.Ленина,87 ауд.106 | Лаборатория суперкомпьютерного моделирования | Костенецкий П.С. | 8(351)267-90-06 |