ŠKODA’s supercomputer is even krachtig als 60.000 pc’s

Wat is een supercomputer? Hij bestaat uit een heleboel zeer krachtige pc’s die met elkaar communiceren via een razendsnel netwerk en samen een reusachtige rekenmachine vormen. Het systeem is ontworpen om meerdere complexe berekeningen tegelijkertijd uit te voeren. Om je een idee te geven van de schaal: de hardware is net zo krachtig als 60.000 gewone computers. Het ŠKODA Data Centrum is zelfs het meest krachtige niet-gouvernementele computercentrum in Centraal- en Oost-Europa. Hij verbruikt evenveel stroom als een kleine waterkrachtcentrale kan genereren.

Michal Krupička, IT Business Analist voor Computer Systemen

“Om de supercomputer complexe berekeningen te laten uitvoeren, moeten we er gegevens in stoppen en genoeg ruimte vrijhouden voor de data die eruit komen,” aldus Michal Krupička, IT Business Analist voor Computer Systemen. “Hoe de supercomputer te werk gaat, hangt af van de vele servers in het netwerk. Als zo’n server een opdracht van de gebruiker krijgt, bepaalt de computer zelf waar en hoe de rekenkracht wordt ingezet. Sommige servers dienen als toezichthouder en verdelen het rekenwerk eerlijk. Weer andere computers speuren het netwerk af naar storingen. Misschien is er bijvoorbeeld geheugen defect of zit er een netwerkkabel los. Elk onderdeel van de supercomputer communiceert continu met een database en ontvangt informatie over wat hij moet doen en hoe. Als tegenprestatie laat de supercomputer weten hoe een bepaalde berekening verloopt en hoe efficiënt de computerkracht wordt ingezet.”

De luchtstroom achter de ŠKODA KODIAQ wordt in kaart gebracht met een heleboel vliegende bolletjes.

Onderstaande voorbeelden laten zien hoe dankzij de supercomputer nieuwe auto’s sneller en beter worden ontwikkeld.

Crashtests

Bij crashtests wordt de de passieve veiligheid van een auto getest. Veel bestuurders nemen de testresultaten zelfs mee in het aankoopproces van hun volgende gezinsauto of SUV. Tijdens de ontwikkeling worden crashtests uitgevoerd met echte auto’s, maar er worden nog veel meer virtuele tests uitgevoerd met de computer.

“Simulaties brengen vrij gedetailleerd in kaart wat er gebeurt tijdens een crash,” aldus Tomáš Kubr. “Als ik een crashtest uitvoer met een echte auto, kan ik daarna alleen de gegevens evalueren van de vooraf geplaatste sensoren. Maar we kunnen niet overal sensoren plaatsen. En als ik later bedenk dat ik de test wil uitvoeren met bijvoorbeeld een andere snelheid, dan zou ik nog een auto moeten vernietigen. Met de supercomputer pas ik gewoon wat gegevens aan en herhaal de test.”

Tijdens de ontwikkeling van de KODIAQ werd 99 procent van de crashtests uitgevoerd met de computer en maar 1 procent met echte auto’s. Toch blijven echte crashtests erg belangrijk, want ze zijn ideaal om te controleren of nieuwe ideeën werken en om de virtuele testmethodes verder te ontwikkelen.

In deze animatie crasht een virtuele KODIAQ tegen een vervormbare barrière.

Aerodynamische tests

Halverwege de 19e eeuw bedachten Claude-Louis Navier en George Stokes onafhankelijk van elkaar vergelijkingen waarmee het luchtstroomproces kan worden beschreven. De kennis die nodig is om profijt te hebben van een windtunnel of een supercomputer, is dus veel ouder dan de techniek zelf.

“Met deze vergelijkingen kunnen we de luchtstroom uitbeelden met een simpele vorm, zoals een bol of een kubus”, legt Jan Jagrik uit. “In theorie kan de baan van een bol of kubus worden berekend met een zakrekenmachine, maar dat kost een paar dagen. Een precieze analyse van de luchtstroom van een auto vereist meer dan honderd miljoen van zulke bolletjes. Daarvoor hebben we een zeer krachtige computer nodig.”

Aerodynamica helpt bestuurders om verder te komen op een volle tank (of – in de toekomst – op een volle accu). Het koelt de motor af en het maakt een auto veiliger, door de gevolgen van bijvoorbeeld zijwind te minimaliseren.

In deze animatie stroomt lucht door het motorcompartiment van een ŠKODA KODIAQ.

Airconditioning en verwarming

De airconditioning en verwarming bevorderen niet alleen het comfort, ze zijn ook belangrijk voor de actieve veiligheid van de inzittenden. Tijdens een lange rit moet de bestuurder alert zijn en blijven. In de auto mag het niet te koud of te warm zijn. Hoe de lucht in de cabine stroomt, mag ook niet als hinderlijk worden ervaren. In de winter moeten de voorruit en zijramen snel ontdooien en ontwasemen, zodat het zicht naar buiten goed is.

“Ontdooien is een behoorlijk ingewikkeld proces dat we maar moeilijk konden simuleren zonder supercomputer,” weet Jan Jagrik. “De laag ijs op het raam verandert twee keer van vorm als er warme lucht tegenaan wordt geblazen: eerst van ijs naar water en dan van water naar stoom. Het is lastig om alle fases in een simulatie te modelleren. Tegenwoordig kunnen we dat wel en visualiseren we het proces ook in 3D. De berekeningen helpen ons om de luchtroosters te positioneren en het juiste vermogen voor de airco in te stellen.”

Hier zie je hoe de ventilatieroosters lucht door de cabine van de ŠKODA KODIAQ blazen.

Vibraties en ruis

Over veiligheid gesproken: de akoestiek van een auto draait ook om meer dan alleen comfort. Een door geratel en gerammel afgeleide bestuurder rijdt minder veilig. “Tijdens het ontwikkelen van een nieuwe auto moeten we een hele reeks virtuele geluidstests doorlopen. We testen verschillende situaties, zoals tijdens het optrekken of rijden op oneffen oppervlakken,” zegt Tomáš Kubr. “De problemen waar we tegenaan lopen in de cabine, staan haaks op de problemen waarmee fabrikanten van muziekinstrumenten te maken hebben. Om geluid te maken, moeten hun creaties op bepaalde frequenties resoneren. Wij willen het tegenovergestelde. Wij willen helemaal geen resonantie. Daarbij komt de hulp van de supercomputer goed van pas.”

Deze animatie toont luchttrillingen in de cabine. Een oneffen wegdek kan de oorzaak zijn.

Motorontwerp

Het is van groot belang dat brandstof niet weglekt tijdens een ongeval. Daarom worden essentiële onderdelen van het brandstof- en injectiesysteem sterker gemaakt. Of juist doelbewust zwakker, zodat bij een botsing het onderdeel op de juiste plek breekt. “We ontwerpen ook speciale verstevigingen die gevoelige componenten beschermen in een crash,” aldus Tomáš Král van de Motor Ontwikkeling Afdeling. “Alle structurele maatregelen zijn uiteraard met de computer getekend en getest. Ze zijn onderworpen aan virtuele impactsimulaties. Het maken van zo’n computermodel is niet eenvoudig, maar het loont de moeite omdat we met simulaties snel kunnen controleren of een oplossing werkt. De supercomputer bespaart tijd die anders zou worden opgeslokt door het daadwerkelijk maken en testen van auto’s in de ontwikkelingsfase. De door de computer goedgekeurde aanpassingen worden vervolgens getest in een echte auto tijdens een echte crashtest.”

Tijdens deze virtuele crashtest ligt de nadruk op de brandstofrail en het contact dat hij heeft met de andere componenten.