Cálculos multifísicos a gran escala
Kratos Multiphysics
Investigador principal
Riccardo Rossi
Visión general
Investigación
Miembros
Proyectos
Publicaciones
Este grupo de investigación desarrolla el marco Kratos, un código abierto y de propósito general para simulaciones multifísicas complejas, que aprovecha la computación de alto rendimiento para integrar diversos modelos físicos para aplicaciones de ingeniería realistas y gemelos digitales.
El Grupo de Investigación de Multifísica Kratos del CIMNE se centra en el desarrollo de un código de investigación de propósito general que integra capacidades de vanguardia en múltiples campos, diseñado específicamente para simular problemas multifísicos complejos. Este marco representa un entorno computacional unificado donde diversos fenómenos físicos pueden interactuar y analizarse simultáneamente, proporcionando a los investigadores herramientas potentes para abordar aplicaciones de ingeniería complejas.
Un enfoque principal del grupo es la explotación de las capacidades de la Computación de Alto Rendimiento (HPC) para simular problemas de ingeniería realistas. Este objetivo se persigue mediante dos enfoques complementarios: el desarrollo de nuevas tecnologías de solución optimizadas para arquitecturas paralelas y la exploración de la integración de modelos de diferentes dominios científicos, lo que hace que la investigación sea inherentemente transversal e interdisciplinaria.
El grupo ha logrado avances significativos en el desarrollo de modelos CFD y tecnologías FEM, incluyendo dinámica de fluidos computacional basada en conjuntos de niveles y problemas de interacción fluido-estructura con flujos bifásicos. Un área de investigación particularmente innovadora es el desarrollo de Gemelos Digitales Basados en Simulación, donde el grupo combina modelos de orden hiperreducido (HROM) con HPC para mejorar significativamente la eficacia y el despliegue de la tecnología de gemelos digitales.
El grupo desarrolla activamente flujos de trabajo de HPC para la construcción de modelos de orden reducido (ROM), abordando los procesos fuera de línea de alto consumo computacional mediante estrategias de computación paralela. Su flujo de trabajo, implementado con Kratos Multiphysics y el marco de paralelización COMPSs del Centro de Supercomputación de Barcelona (BSC), abarca la creación de modelos, la simulación de alta fidelidad, las técnicas de reducción y el refinamiento de la retroalimentación.
Comprometido con los principios de la ciencia abierta, el grupo de investigación promueve el desarrollo de código abierto y la colaboración con grupos de diferentes ubicaciones y disciplinas. Su trabajo contribuye a la integración de diversas tecnologías en un flujo de trabajo único y unificado, ampliando continuamente las capacidades de solución del marco de Kratos y poniendo a disposición de la comunidad científica herramientas avanzadas de simulación.
Areas de investigación
Desarrollo de modelos CFD y otras tecnologías FEM, incluida la reducción del orden de modelos.
Desarrollo de nuevas capacidades de solver en Kratos y como herramientas para el desarrollo de proyectos. Esto incluye, en particular, la mejora de las capacidades existentes para la solución de problemas de CFD integrados y el desarrollo de nuevos solver interactivos en tiempo real basados en ROM.
Cuantificación de la incertidumbre (UQ) y optimización bajo incertidumbre (OUU)
La cuantificación de la incertidumbre estudia la caracterización y la reducción de la incertidumbre en problemas donde algunas variables del sistema no se conocen con exactitud. La optimización bajo incertidumbres busca resolver problemas de optimización considerando dichas incertidumbres en la función objetivo, las restricciones o los parámetros del problema.
Proyectos en curso
Proyectos finalizados
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