Finite Elemente Methode, Erinnerungen an ein Wahlmodul werden wach. Zuerst mal per Hand die Rechenschritte mit 6 Elementen durchführen um das Verfahren zu kennen um die Handrechnung danach nie wieder auch nur zu erwägen. Aber mein PC hat sich dann immer aufgehängt, wenn man es mal etwas genauer haben wollte. Tolle Animationen zur Veranschaulichung dieses Verfahrens
Genau genommen werden zum numerischen Lösen der Navier-Stokes-Gleichungen Finite-Volumen-Verfahren verwendet, da sich diese für die Eulersche Beschreibungsweise besser eignen als FEM. Manchmal verwendet man heute auch Lattice-Boltzmann-Methoden, jedoch eher bei kleineren Problemgebieten mit sehr komplexen Geometrien (z.B. Autos). LG
@@dermechanika1959 Musste grad nachschauen, was überhaupt der Unterschied zwischen beiden Verfahren ist. So tief bin ich noch nicht in Simulation eingestiegen. Aber wie man Navier-Stokes-Gleichungen nummerisch und effektiv lösen kann, wollte ich mir schon öfters mal anschauen. Etwas dass ich immer und immer wieder verschoben hab ;-).
Schönes Video! Detail am Rande: Ist die angegebene Rechenleistung für den Desktop PC nicht etwas niedrig, vor allem wenn man die GPU miteinbezieht? Z.B. gibt der Hersteller für die noch einigermaßen erschwingliche GPU in meinem PC knapp über 8 TFLOPS (FP32) an. Was das in der Realität bedeutet ist natürlich fraglich und FLOPS sind auch kein besonders eindeutiges Maß, aber um Größenordnungen wird die Angabe wohl nicht daneben liegen.
@@Random_9 Ich kenne mich leider nicht gut mit der Verwendung von Grafikkarten bei partiellen Differentialgleichungen aus. Ich kann aber beschreiben, was beim hier zum Einsatz kommenden Finite Volumen Verfahren gemacht wird. Hier werden nämlich für jede Zelle die Werte der nachbarzellen benötigt und gerade bei unstrukturierten Gittern, wie es hier der Fall ist, ist es gar nicht so einfach die Zellen dann vernünftig auf Prozesse aufzuteilen und die Nachbarzellen wiederzufinden. Die Zellen werden also auf die Prozesse aufgeteilt und gelöst und teilweise müssen diese Aufeilungen neu vorgenommen werden, wenn sich das Netz ändert (dynamic adaptive mesh refinement). Ich weiß aber nicht ob sich diese Zellen auch auf einzelne Kerne der Grafikkarte mappen lassen.
@@Gamer6DHD naja rein theoretisch müsste es ja gehen denn sie sagten im Video, dass sie um die 1500 rechenkerne benutzen und meines Wissens nach haben gruß deutlich mehr
Lieber DLR, könnt ihr mir bitte die Software zukommen lassen, ich finde Luftströmungs Simulaturen sehr interessant. Vielen Dank PS: wenn es euch nichts ausmacht hätte ich noch gerne eine CPU von euren Servern.
0,16 TFlops für einen Heim PC? scheint mir bissl wenig... Für solche berechnungen sind doch GPU glaube besser geeignet.... eine PS4 schafft ja schon fast 10 TFlops .... und einen aktuelle gtx 30** 20 bis 35 Tflops.... aber trotzdem sehr spannend! Mich würde mal interessieren, warum es soooooo detailiert gemacht werden muss. der MS Flugsimulator berechnet doch auch unglaublich viel um das Flugzeug drum herum.... mir is schon klar dass eine Entwicklung nochmal bissl was anderes ist....
Moin Martin. Die Simulation muss räumlich (und ggf. zeitlich) so genau wie möglich sein, da sich aufgrund der numerischen Lösungsweise kleine Fehler schnell aufaddieren und die ganze Rechnung unbrauchbar wird. Das gilt insbesondere für ein komplexes System mit interaktion von Turbine, Flugzeugumströmung und sich ablösenden Wirbeln. Da man aber Flugzeugentwürfe simuliert, für die man noch keine Vergleichsmessungen hat, merkt man diese Fehler oftmals nicht. Das ist doppelt schlimm, da man dann aufgrund der falschen Simulationsergebnisse Designentscheidungen trifft. Ein Flugzeugsimulator hat eine vielzahl an Parametern mit denen er halt so tut als ob das Flugzeug fliegt und mit einfachen Gleichungen den Einfluss dieser Parameter aufs Flugverhalten simuliert. Dafür braucht man eben einfach diese Parameter zu messen oder zu definieren und dann eine Hand voll Gleichungen, die du auch auf deinem Rechner zu Hause in Echtzeit berechnen kannst. An keine Stelle wird dort eine echte Strömung und dessen Interaktion mit dem Flugzeug berechnet.
@@meisterhubert hat da ganz recht. Ich persönlich weiß nicht wie genau der MS Flugsimulator das Flugverhalten berechnet, aber ein Ansatz um das auch auf dem heimischen Rechner laufen zu lassen wäre die Metamodellierung. Bei der Metamodellierung werden Ersatzfunktionen erstellt, welche im besten Fall die gleichen Ergebnisse liefern, wie die direkte numerische Simulation, aber ganz schnell gelöst werden können, da es nur wenige Gleichungen anstatt abermillion sind. Die zweite Sache ist, das bei der CFD Simulation meines Wissens nach aktuell GPUs nicht gut genutzt werden können, weswegen praktisch nur CPUs verwendet werden.
Bis auf die negative Pfeilung sieht das doch relativ Normal aus, wie eine Fokker 100, MD80, CRJ etc... Und negatiev gepfeilte Tragflächen gibts sogar auch in echt, wenn auch extremst selten.
Erstklassig produziert.
Finite Elemente Methode, Erinnerungen an ein Wahlmodul werden wach. Zuerst mal per Hand die Rechenschritte mit 6 Elementen durchführen um das Verfahren zu kennen um die Handrechnung danach nie wieder auch nur zu erwägen. Aber mein PC hat sich dann immer aufgehängt, wenn man es mal etwas genauer haben wollte.
Tolle Animationen zur Veranschaulichung dieses Verfahrens
Genau genommen werden zum numerischen Lösen der Navier-Stokes-Gleichungen Finite-Volumen-Verfahren verwendet, da sich diese für die Eulersche Beschreibungsweise besser eignen als FEM. Manchmal verwendet man heute auch Lattice-Boltzmann-Methoden, jedoch eher bei kleineren Problemgebieten mit sehr komplexen Geometrien (z.B. Autos).
LG
@@dermechanika1959 Musste grad nachschauen, was überhaupt der Unterschied zwischen beiden Verfahren ist. So tief bin ich noch nicht in Simulation eingestiegen.
Aber wie man Navier-Stokes-Gleichungen nummerisch und effektiv lösen kann, wollte ich mir schon öfters mal anschauen.
Etwas dass ich immer und immer wieder verschoben hab ;-).
Richtig gutes Video!
Hab im Studium gerade damit zu tun 😅
Schönes Video!
Detail am Rande: Ist die angegebene Rechenleistung für den Desktop PC nicht etwas niedrig, vor allem wenn man die GPU miteinbezieht? Z.B. gibt der Hersteller für die noch einigermaßen erschwingliche GPU in meinem PC knapp über 8 TFLOPS (FP32) an. Was das in der Realität bedeutet ist natürlich fraglich und FLOPS sind auch kein besonders eindeutiges Maß, aber um Größenordnungen wird die Angabe wohl nicht daneben liegen.
Meines Wissens nach sind CFD Simulationen aktuell am besten mit CPUs zu lösen und GPUs können noch nicht wirklich gut mit einbezogen werden.
@@Gamer6DHD allerdings wäre nach den im Video angesprochenen Anforderungen an das System gut deutlich besser geeignet als cpus
@@Random_9 Ich kenne mich leider nicht gut mit der Verwendung von Grafikkarten bei partiellen Differentialgleichungen aus. Ich kann aber beschreiben, was beim hier zum Einsatz kommenden Finite Volumen Verfahren gemacht wird. Hier werden nämlich für jede Zelle die Werte der nachbarzellen benötigt und gerade bei unstrukturierten Gittern, wie es hier der Fall ist, ist es gar nicht so einfach die Zellen dann vernünftig auf Prozesse aufzuteilen und die Nachbarzellen wiederzufinden. Die Zellen werden also auf die Prozesse aufgeteilt und gelöst und teilweise müssen diese Aufeilungen neu vorgenommen werden, wenn sich das Netz ändert (dynamic adaptive mesh refinement).
Ich weiß aber nicht ob sich diese Zellen auch auf einzelne Kerne der Grafikkarte mappen lassen.
@@Gamer6DHD naja rein theoretisch müsste es ja gehen denn sie sagten im Video, dass sie um die 1500 rechenkerne benutzen und meines Wissens nach haben gruß deutlich mehr
Wann wurde das denn produziert, 1990?
So ganz neu ist die nummerische Simulation aber nicht.. hier gibts nen Klassiker aus den 80ern der es einfach erklärt: watch?v=7_uSQL9rl30
Lieber DLR,
könnt ihr mir bitte die Software zukommen lassen, ich finde Luftströmungs Simulaturen sehr interessant.
Vielen Dank
PS: wenn es euch nichts ausmacht hätte ich noch gerne eine CPU von euren Servern.
Du kannst mich finden: KLAUS-PETER KOSTAG, null null sechs sechs acht drei acht drei zwei null fünf sieben acht
0,16 TFlops für einen Heim PC? scheint mir bissl wenig... Für solche berechnungen sind doch GPU glaube besser geeignet.... eine PS4 schafft ja schon fast 10 TFlops .... und einen aktuelle gtx 30** 20 bis 35 Tflops.... aber trotzdem sehr spannend!
Mich würde mal interessieren, warum es soooooo detailiert gemacht werden muss. der MS Flugsimulator berechnet doch auch unglaublich viel um das Flugzeug drum herum.... mir is schon klar dass eine Entwicklung nochmal bissl was anderes ist....
unglaublich beeindruckend, wozu moderne rechentechnik fähig ist und sein wird!
Moin Martin. Die Simulation muss räumlich (und ggf. zeitlich) so genau wie möglich sein, da sich aufgrund der numerischen Lösungsweise kleine Fehler schnell aufaddieren und die ganze Rechnung unbrauchbar wird. Das gilt insbesondere für ein komplexes System mit interaktion von Turbine, Flugzeugumströmung und sich ablösenden Wirbeln. Da man aber Flugzeugentwürfe simuliert, für die man noch keine Vergleichsmessungen hat, merkt man diese Fehler oftmals nicht. Das ist doppelt schlimm, da man dann aufgrund der falschen Simulationsergebnisse Designentscheidungen trifft.
Ein Flugzeugsimulator hat eine vielzahl an Parametern mit denen er halt so tut als ob das Flugzeug fliegt und mit einfachen Gleichungen den Einfluss dieser Parameter aufs Flugverhalten simuliert. Dafür braucht man eben einfach diese Parameter zu messen oder zu definieren und dann eine Hand voll Gleichungen, die du auch auf deinem Rechner zu Hause in Echtzeit berechnen kannst. An keine Stelle wird dort eine echte Strömung und dessen Interaktion mit dem Flugzeug berechnet.
@@meisterhubert sehr cool. Klingt nachvollziehbar
@@meisterhubert hat da ganz recht. Ich persönlich weiß nicht wie genau der MS Flugsimulator das Flugverhalten berechnet, aber ein Ansatz um das auch auf dem heimischen Rechner laufen zu lassen wäre die Metamodellierung. Bei der Metamodellierung werden Ersatzfunktionen erstellt, welche im besten Fall die gleichen Ergebnisse liefern, wie die direkte numerische Simulation, aber ganz schnell gelöst werden können, da es nur wenige Gleichungen anstatt abermillion sind.
Die zweite Sache ist, das bei der CFD Simulation meines Wissens nach aktuell GPUs nicht gut genutzt werden können, weswegen praktisch nur CPUs verwendet werden.
cool...
aber wieso sieht das Flugzeug so weird aus ?!
Bis auf die negative Pfeilung sieht das doch relativ Normal aus, wie eine Fokker 100, MD80, CRJ etc...
Und negatiev gepfeilte Tragflächen gibts sogar auch in echt, wenn auch extremst selten.
bald gibt es den Quantencomputer
Damit kann man auch nicht alles machen...
sayısal benzetişim