Motivation
High-Performance Computing (HPC) gehört heute in vielen wissenschaftlichen Disziplinen zu den grundlegenden Forschungsmethoden, zum Beispiel in der Klimamodellierung, in der Astrophysik und in der Biologie. Alle Rechenzentren in Deutschland verbrauchen ca. 3 % des nationalen Stroms. Selbst geringe Energieeinsparungen in Rechenzentren führen zu einer relevanten Einsparung an CO2. Ziel der Förderrichtlinie „GreenHPC“ ist es, durch Verbesserung der Energieeffizienz im High- Performance Computing in der Forschung und auch in kommerziellen Rechenzentren die Innova- tionskraft am Standort Deutschland zu stärken.Ziele und Vorgehen
Ziel des Vorhabens ist es, durch innovative Lösungen die Anzahl an notwendigen Finite-Elemente-Simulationen zu reduzieren. Diese werden für viele Probleme aus den Ingenieurwissenschaften genutzt, zum Beispiel in Crash-Simulationen. Dabei sollen Verfahren des maschinellen Lernens eingesetzt werden. Zusätzlich sollen Methoden des heterogenen und approximativen Rechnens entwickelt werden, die die Simulationszeit deutlich reduzieren. Im Ergebnis soll für die computergestützte Planung, zum Beispiel eines Umformungsprozesses, eine Energieeinsparung bezüglich des Rechenaufwandes von über 50 % erzielt werden. Zusätzlich soll die Qualität der Simulationsergebnisse deutlich gesteigert werden und die Optimierung der Herstellungsprozesse erlauben, wodurch auch die herstellungsbezogenen Emissionen und Energieaufwände gesenkt werden können.Innovationen und Perspektiven
Die im Vorhaben zu entwickelnden Verfahren zur deutlichen Verbesserung von Simulationen im Designprozess, zum Beispiel bei der Automobilentwicklung, lassen sich auf eine Vielzahl von Anwendungsfällen übertragen. Die innovativen Ansätze bieten das Potenzial für signifikante Einsparungen im Energie- und Ressourcenverbrauch in der virtuellen Produktentwicklung.
