Hesaplamalı mühendislik, modern ürün geliştirme süreçlerinin merkezinde yer alıyor. Türbomakine, otomotiv, havacılık ve savunma gibi yüksek rekabetli sektörlerde tasarım döngüsünü kısaltmak ve simülasyon doğruluğunu artırmak doğrudan pazar avantajı sağlar. Bu hedeflerin ortak koşulu: yeterli ve güvenilir hesaplama kapasitesi.
CFD İş Yükleri: Yazılımlar ve Gereksinimler
Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD), mühendislik simülasyonları içinde en fazla hesaplama kaynağı tüketen iş yükü kategorisidir.
Yaygın CFD Yazılımları ve HPC Gereksinimleri
| Yazılım | Paralel Ölçekleme | GPU Desteği | Tipik Çekirdek Sayısı |
|---|---|---|---|
| ANSYS Fluent | Mükemmel | Evet (GPU solver) | 64–2.048 |
| OpenFOAM | Mükemmel | Sınırlı (OpenFOAM v10+) | 32–1.024 |
| StarCCM+ (Siemens) | Çok iyi | Evet | 64–1.024 |
| CONVERGE | İyi | Evet | 16–512 |
| SU2 | İyi | Geliştirme aşamasında | 32–512 |
LES (Large Eddy Simulation) ve DNS (Direct Numerical Simulation) iş yükleri özellikle hesaplama yoğundur: orta karmaşıklıkta bir LES hesabı, 512–4.096 çekirdekte 12–72 saat sürebilir.
Ağ Bağlantısı Kritiktir
CFD çözücüler domain ayrıştırması ile çalışır; her adımda halo exchange yapılır. Bu nedenle node’lar arası iletişim gecikmesi doğrudan çözüm süresini etkiler. InfiniBand HDR/NDR bağlantı, 256 çekirdek üzerinde Ethernet’e göre %25–40 daha iyi MPI verimliliği sağlar.
CAE / FEM Simülasyonları
Sonlu elemanlar yöntemi (FEM) tabanlı yapısal ve termal analizler, özellikle büyük model boyutları ve doğrusal olmayan analizlerde yüksek bellek ve hesaplama kapasitesi gerektirir.
Yaygın CAE Yazılımları
- MSC Nastran / MD Nastran: Havacılık ve otomotivin endüstri standardı; büyük modal analiz iş yükleri için yüksek bellek kritik
- Abaqus (Dassault Systèmes): Doğrusal olmayan yapısal analiz, temas ve hasar simülasyonu
- LS-DYNA: Crash simülasyonu, darbe ve patlama analizi; yüzlerce çekirdeğe ölçeklenir
- ANSYS Mechanical: Genel amaçlı FEM; GPU ivmelendirmesi ile lineer statik analizlerde hızlanma
Bellek Gereksinimleri
Büyük FEM modelleri (10+ milyon eleman) node başına 256–1.024 GB RAM gerektirebilir. High-Memory node’ları hesaplama clusterının vazgeçilmez bileşenidir.
Sektörel Uygulama Alanları
Türbomakine ve Enerji
Kompresör, türbin ve kanat profillerinin aerodinamik ve aeroelastik analizi. Çok aşamalı türbin simülasyonlarında dönen referans çerçevesi yöntemi (MRF) ve sliding mesh teknikleri yoğun kaynak tüketir.
Tipik kurulum: 128–512 CPU çekirdeği + InfiniBand + yüksek hızlı scratch depolama
Otomotiv
- Dış aerodinami (Cd katsayısı optimizasyonu, soğutma kanalları)
- Crash ve güvenlik simülasyonları (LS-DYNA, Radioss)
- Batarya termal yönetimi (EV sektörü)
- Motor içi akış ve yanma (CONVERGE, FIRE M)
Tipik kurulum: 64–256 çekirdek CPU + GPU node’ları (ANSYS GPU solver)
Havacılık ve Uzay
- Full-aircraft CFD analizi (F uzayı)
- Yapısal sertifikasyon simülasyonları
- Gürültü analizi (Aeroakustik)
FAR/CS sertifikasyon gerekliliklerinde simülasyon doğruluğu kritik; yüksek güvenilirlikli altyapı zorunlu.
Savunma ve Güvenlik
Balistik analiz, radar kesit alanı (RCS) hesabı, patlama dinamiği gibi ITAR/EAR kapsamındaki iş yükleri on-premise altyapı gerektir. Bulut çözümleri yasal olarak uygun değildir.
Tipik Bir Mühendislik HPC Cluster’ı
Login / Pre-/Post-Processing Node (2×)
├── CPU Compute Nodes (16–64 adet)
│ └── 2× AMD EPYC 9654, 512 GB DDR5
├── High-Memory Nodes (2–4 adet)
│ └── 2× EPYC, 2 TB DDR5 — büyük FEM modelleri
├── GPU Nodes (opsiyonel, 4–8 adet)
│ └── 4× NVIDIA L40S veya H100 — GPU solver
└── Scratch Depolama
└── BeeGFS / Lustre, NVMe + SAS, 10+ GB/s
Ağ: InfiniBand HDR200 veya NDR400, fat-tree topoloji
Mevasis Mühendislik HPC Çözümleri
Mevasis, CFD ve CAE odaklı mühendislik ekiplerine şu hizmetleri sunar:
- İş yükü analizi: Mevcut simülasyonlarınızı profilleyerek doğru donanım boyutlandırması
- Turnkey cluster kurulumu: Donanım temini, InfiniBand ağ tasarımı, SLURM yapılandırması
- Yazılım optimizasyonu: MPI parametreleri, domain ayrıştırması, GPU solver devreye alma
- HPC Kiralama: Proje bazlı veya yıllık hesaplama kapasitesi
- Teknik Destek: Performans izleme ve simülasyon darboğazı giderme
Sıkça Sorulan Sorular
CFD simülasyonu için kaç çekirdek yeterlidir? İş yüküne bağlıdır. 5–10 milyon hücrelik bir RANS hesabı için 32–64 çekirdek genellikle yeterlidir. LES veya çok aşamalı hesaplamalar için 256–1.024 çekirdek gerekebilir. Doğru boyutlandırma için iş yükü analizi yapılması önerilir.
OpenFOAM lisanssız olduğu için bulut üzerinde çalıştırılabilir mi? Evet; ancak büyük ölçekli ve sürekli iş yükleri için bulut maliyetleri hızla artar. Yıllık 3.000+ saat kullanım senaryolarında on-premise veya kiralama daha ekonomiktir.
Mevcut ticari lisanslarım (ANSYS, Nastran) HPC’de çalışır mı? Evet; ancak HPC lisans modelinizin (token tabanlı, site lisansı, HPC paketi) paralel kullanımı desteklemesi gerekir. Mevasis lisans optimizasyonu konusunda danışmanlık sunmaktadır.
Simülasyon verilerimin güvenliği nasıl sağlanır? On-premise altyapıda veriler tesislerinizden ayrılmaz. Mevasis yönetilen hizmetlerinde erişim denetimi, şifreli iletişim ve denetim kaydı standart olarak sağlanır.