Москва 2 2.03.20 1 1

1. Международный форум «Транспортная наука: инновационные решения для бизнеса» Внедрение суперкомпьютерных технологий в ведущие отрасли промышленности Российский федеральный ядерный центр – всероссийский НИИ экспериментальной физики(ФГУП РФЯЦ-ВНИИЭФ) Первый заместитель директора РФЯЦ-ВНИИЭФ Директор ИТМФВ.П.СОЛОВЬЕВ Москва 22.03.2011

2. Выездное заседание Комиссии при Президенте РФпо вопросам модернизации итехнологического развития экономики Решение о реализации проекта «Стратегические компьютерные технологии и программное обеспечение» ЦЕЛЬПРОЕКТА: развитие суперкомпьютеров, суперкомпьютерного программного обеспечения, грид-технологийи их промышленное внедрение. г.Саров, 22 июля 2009 РФЯЦ-ВНИИЭФ Протокол №2 от 22 июля 2009 г., утвержденный ПрезидентомРоссийской Федерации 12.08.2009 № Пр-2129 2

3. Направления проекта «Развитие суперкомпьютеров и грид-технологий» • супер-ЭВМ нового поколения, • компактные супер-ЭВМ терафлопсного класса для массового применения в промышленности 1. Разработка базового ряда супер-ЭВМ 2. Создание отечественного конкурентоспособного импортозамещающего программного обеспечения для имитационного моделирования на супер-ЭВМ • КОМПЛЕКСЫ ПРОГРАММ: • ЛОГОС • ЛЭГАК-ДК • ДАНКО+ГЕПАРД • НИМФА ОТРАСЛИ: Авиастроение Атомная энергетика Автомобилестроение Ракетно-космическая отрасль 3. Внедрение суперкомпьютерных отечественных технологий на предприятия промышленности 4. Развитие грид-сетей(Минкомсвязи России) 4. Развитие грид-сетей Минкомсвязи России 3

4. Широкая кооперация науки,промышленности и образования ГК «РосАтом», организации РАН, Минобрнауки России,промышленные предприятия ряда наукоёмких отраслей(авиастроение, атомная энергетика, автомобилестроение, космическая отрасль и др.) Головной исполнитель:ФГУП«РФЯЦ-ВНИИЭФ» 4 4

5. Базовый ряд супер-ЭВМ. Высокопроизводительные вычислительные комплексы Вычислительные комплексы, созданные в РФЯЦ-ВНИИЭФ: В феврале 2011 года в РФЯЦ-ВНИИЭФ прошла Государственная приемка высокопроизводительного вычислительного комплекса нового поколения 5

6. Доступ организаций к вычислительным ресурсам РФЯЦ-ВНИИЭФ В ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» отработана технология предоставления ресурсов супер-ЭВМ ВЦ в режиме удаленного защищенного доступаподразделениям ядерного центра и внешним организациям. В 2010 г. вычислительные ресурсы супер-ЭВМ предоставлены 19 организациям. Защищенный доступ для передачи конфиденциальной информации Защищенные каналы связи для обработки информации, содержащую гостайну 6

7. Базовый ряд супер-ЭВМ. Компактные супер-ЭВМ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ: • 2010 год: 1 Тфлопс • 2011 год: 3 Тфлопс • 2012 год: 5 Тфлопс НАЗНАЧЕНИЕ: • промышленность • наука • образование УРОВЕНЬ РАЗРАБОТКИ: • новый продукт в России • превосходит мировые аналоги (по показателям шумозащищенность, цена/производительность ) УРОВЕНЬ ЗАВЕРШЕННОСТИ И ВНЕДРЕНИЯ: • литера О1 РКД; • патент на полезную модель КС-ЭВМ; • серийное производство; • 21 КС-ЭВМ поставлена на предприятия; • 4 диплома международных выставок 7

8. Создание отечественногопрограммного обеспечения для имитационного моделирования на супер-ЭВМ ЛЭГАК-ДК ЛОГОС газодинамика, аэродинамика, гидродинамика, турбулентное перемешивание, прочность и разрушение, тепломассоперенос, многофазная многокомпонентная фильтрация и др. ДАНКО+ГЕПАРД НИМФА Предполагаемая стоимость отечественных пакетов программ в 2-3 раза дешевле зарубежных аналогов 8

9. Пакет программ ЛОГОС 2012г. комплексное имитационное моделирование в связанной постановке (до 100000 процессоров) ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ: Авиастроение, Атомная энергетика Автомобилестроение, Ракетно-космическая отрасль 2011г. полные конструкции (10000 процессоров) 2010г. отдельные элементы и узлы (1000 процессоров) 2009г. – десятки процессоров Расчет аэродинамических характеристик магистрального тягача Камаз-5308 • Аэро- и гидродинамика; • Перенос излучения; • Тепловая конвекция; • Распространение тепла в твёрдом теле; • Турбулентное перемешивание (k-ε,SA,k-ω,SST); • Течение в пористой среде. 9

10. Пакет программ ЛЭГАК-ДК 2012г. комплексное имитационное моделирование в связанной постановке (до 100000 процессоров) ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ: Авиастроение, Автомобилестроение, Ракетно-космическая отрасль 2011г. полные конструкции (10000 процессоров) 2010г. отдельные элементы и узлы (1000 процессоров) 2009г. – десятки процессоров • Статическое и динамическое упругопластическое деформирование; • Газодинамика; • Разрушение; • Контактное взаимодействие; • Теплопроводность; • Кинематика; • Анализ частот и форм колебаний. Аварийная посадка лайнера SSJ-100 без шасси 10

11. Пакет программ НИМФА ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ: Атомная энергетика, Нефтегазовая отрасль, Экология, МЧС 2012г. комплексное имитационное моделирование (до 100000 процессоров) 2011г. учёт сопряжёных процессов, детализация моделей (10000 процессоров) 2010г. отдельные процессы и гидрогеологические объекты (1000 процессоров) 2009г. – десятки процессоров Обоснование безопасности строительства водозабора подземных водв долине р.Неман для Балтийской АЭС • Нестационарная насыщенно - ненасыщенная фильтрация жидкости и газа • Нестационарная двухфазная фильтрация без учёта капиллярных эффектов • Многокомпонентный массоперенос примесей с учётом молекулярной диффузии и дисперсии Расчётное поле напоров 11

12. Примеры решения практических задач предприятий высокотехнологичных отраслей промышленности Динамическое деформирование конструкции автомобиля при подрыве на мине (6 кг ТЭ)

13. Расчет работы устройства ограничителя течи в случае гипотетической аварии при работе реактора ВБЭР-300 Расчетная схема конструкции состоит из 2. млн конечных элементов. Длительность процесса 0.15сек Работа проведена по заказу и совместно с ОАО «ОКБМ Африкантов»

14. Примеры решения практических задач предприятий высокотехнологичных отраслей промышленности Анализ безопасности авиационного контейнера для перевозки делящихся материалов разработки ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» согласно нормативным требованиям МАГАТЭ

15. Итоги работ 2010 годапо созданию и внедрению отечественных суперкомпьютерных технологий Созданы и переданы на предприятия промышленности версии отечественных пакетов программ ЛОГОС, ЛЭГАК-ДК, ДАНКО+ГЕПАРД, НИМФА. 1000 процессоров - уровень распараллеливания пакетов программ; 130 задачвключено в разработанный верификационный базис.Выполнено более 3500 расчётов по задачам, входящим в базис; 140 сотрудниковвысокотехнологичных отраслей промышленности обучено работе с КС-ЭВМ и отечественными пакетами программ имитационного моделирования разработки ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»; 140 рабочих местна предприятиях оснащено отечественными пакетами программ имитационного моделирования разработки ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»; 21 компактная супер-ЭВМпоставлена на предприятия высокотехнологичных отраслей промышленности, науки и образования; Получены первые результаты практического применения в интересах высокотехнологичных отраслей промышленности. 15

16. Меморандум по результатам визита в РФЯЦ-ВНИИЭФ 23 октября 2010г. президента ОАО «РЖД» В.И. Якунина Направления сотрудничества в области информационных и компьютерных технологий ОАО «РЖД» и РФЯЦ-ВНИИЭФ: Математическое моделирование сложных технологических процессов на железнодорожном транспорте Моделирование технологических ситуаций при организации движения поездов транспортной системы Сочи-2014, как пилотный проект имитационной модели всей транспортной системы Разработка и обоснование матрицы рисков для ответственных технологических процессов на железнодорожном транспорте Анализ и оценка рисков нарушения безопасности движения и актов незаконного вмешательства 16

17. Предложения в интересах созданияЦентра математического моделирования • Обеспечение Центра, научно-исследовательских и проектных организаций ОАО «РЖД» вычислительными ресурсами супер-ЭВМ для выполнения работ по расчетному обоснованию и проектированию, в том числе, в режиме удаленного доступа к ВЦ РФЯЦ-ВНИИЭФ. • Внедрение и адаптация программных комплексов разработки РФЯЦ-ВНИИЭФ для решения актуальных задач ОАО «РЖД», таких как: • Расчет аэродинамических характеристик подвижного состава с учетом условий эксплуатации; • Имитационное моделирование работы гидравлических систем, систем кондиционирования, отопления и вентиляции подвижного состава; • Расчетный анализ динамической прочности, ударного воздействия, разрушения элементов составов и рельсового пути в условиях железнодорожных аварий; • Анализ последствий террористических актов на подвижной состав (внутренние и внешние взрывы, осколочное воздействие) • Имитационное моделирование проблем, связанных с решением задач высокоскоростного железнодорожного транспорта и др. • Разработка математико-экономических моделей процессов железнодорожного транспорта. 17