Um besser zu verstehen, wie sich die Wasserströmung entlang des Schwimmers optimieren lässt, und um Entwürfe und Materiale zu kreieren, die dem Athleten beim Wettkampf entscheidende Vorteile verschaffen, wird Speedo, der weltweit führende australische Hersteller von Schwimmanzügen, bei der Entwicklung der nächsten Generation seiner FastSkin-Swimwear auf High-Performance-Computing-Technologie von SGI zurückgreifen. Speedo führt mit CFD-Software auf einem HPC-Server SGI®Altix® strömungsmechanische Simulationsrechnungen und Analysen auf der Basis von Daten durch, die der Hersteller durch Beobachtung olympischer Schwimmer im seinem ´Aqualab´, einer Einrichtung für Forschung & Entwicklung, gewinnt.
----------------------
Speedo hatte sich, laut eigener Darstellung, als erste Swimwear-Firma überhaupt der CFD-Analyse (Computational Fluid Dynamics; Strömungsmechanik) bedient, um Schwimmanzüge und Athleten-Bekleidung zu entwerfen. Wenn der Hersteller heute auf dem Altix-System CFD-Modelle von FastSkin-Entwürfen einsetzt, um neuere, hydrodynamisch ausgereiftere Designs zu erarbeiten, die reduzierte Oberflächenreibung und weniger Widerstand bieten sollen, dann erhält Speedo jetzt viel schnellere Ergebnisse, als dies mit üblichen PC-Clustern möglich ist. Speedo nutzt ein Altix-System mit 8 Intel®-Itanium®2-Prozessoren, deren Verarbeitungsleistung in einer Shared-Memory-Architektur unter einer 64-Bit-Linux®-Betriebsumgebung zur Verfügung steht.
Schnellere Ergebnisse - mehr Produktivität
-------------------------------------------------------------
“Ich entschied mich für SGI Altix aus diesem einen Grunde: Geschwindigkeit,” erklärt Barry Bixler, der im Aqualab-F&E-Team eine der Schlüsselrollen inne hat. “CFD ist eine der zeitaufwändigsten, rechenintensivsten Aktivitäten, für die man einen Rechner einspannen kann, und hier, mit der Altix, stehen 8 Prozessoren zur Verfügung, die ich stets parallel nutzen kann. Als ich mit einem PC-Cluster arbeitete, pflegten einige der Jobs fast eine Woche zu laufen. Jetzt ist es möglich, vergleichbare Jobs über Nacht zu erledigen. Wir haben eine echt gute Durchlaufzeit, und die Tatsache, dass ich einen Job über Nacht erledigt bekomme, statt ein Woche lang auf das Ergebnis warten zu müssen, bedeutet eine enorme Produktivitätssteigerung für mich.”
Numbercrunching für CFD-Code ´Fluent´
----------------------------------------------------------
Bixler, Aerospace-Ingenieur, konzentriert sich mit dem Altix-System nun auf die Entwicklung der neuen FastSkin-Generation. Als CFD-Code nutzt er Fluent - und führt mit ihm jetzt sehr viel mehr raffinierte Analysen durch als je zuvor. "Ich arbeite mit dem Programm seit Jahren," erklärt Bixler. "Seine Stabilität und seine vielen Fähigkeiten haben mir erlaubt, für Speedo ein ganzes Spektrum von Strömungsproblemen zu lösen. Fluent läuft extrem gut auf dem Altix-System". Auf dem Altix-System findet das gesamte zeitkritische Numbercrunching, die eigentliche Simulationsrechnung statt. Die Ergebnisse der Simulationsläufe schaut sich Bixler dann auf seinem Home-PC an, wo er das Post-Processing durchführt.
Strömungen kanalisieren - und mit Riblets Bremsen lösen
-----------------------------------------------------------------------------------
Fluid-dynamische Sachverhalte, Aspekte und Fragen, die für Speedo bei der Optimierung von Wettkampf-Dresses relevant sind und von Bixler mit den Simulationen transparent gemacht werden sollen:
"Wir schauen uns Geschwindigkeit und Richtung des Wasserflusses an, untersuchen, wo sich die Strömung vom Körper ablöst und wo sie sich wieder an ihn anheftet. Und natürlich sind wir stets daran interessiert, festzustellen, wann und wo viel Reibung an der Haut vorliegt, also viel Bremswirkung induziert wird, und wo und unter welchen Bedingungen die Reibung wiederum klein ist.”
Die meisten Wettkampfschwimmer, Männer wie Frauen, tragen heute Ganzkörperanzüge verschiedener Ausprägungen; sei es die Komplettform, die maximale Bedeckung vom Handgelenk bis zum Knöchel bietet, oder die ärmellose Variante, bei der nur Rumpf und Beine bedeckt sind; andere wiederum bevorzugen Rumpfbedeckung plus Beinbedeckung bis knapp oberhalb des Knies. Speedo stellt alle Varianten und Kombinationen her. Doch Bixler ist, wie viele Andere, überzeugt, dass Athleten in den längeren Anzügen schneller schwimmen können, weil die Anzüge den Körper in eine stromlinien-adäquatere Form bringen, und weil sie den Wasserfluss, der den Körper umgibt, gewissermaßen kanalisieren, d.h. auf günstigere Bahnen lenken können; beides führt zu weniger bremsendem Widerstand.
Ebenso wird bei der Wettkampfschwimmkleidung enorm viel Forschungsaufwand getrieben, um optimale Materiale und Textilstrukturen für die Anzüge entwickeln und gestalten zu können. So ähnelt das FastSkin-Material weitaus mehr der Haut eines Hais als der des Menschen - bis hin zu den winzigen Riblets, den rippen- oder noppenförmigen kleinen Erhebungen der Oberfläche.
CFD-Analysen haben zudem sichtbar gemacht, weshalb es angezeigt ist, für Männer und Frauen verschiedene Anzüge zu entwickeln. Neben den bekannten Größen- und Gestalt-Unterschieden der Geschlechter gibt es dafür nämlich auch sehr spezifische andere Gründe: Löst sich die Strömung von der Oberfläche des Schwimmers, vollzieht sich dies bei Frauen in vielen Fällen in ausgeprägterer Weise als bei Männern. Dies hatte man anhand von Aqualab-Daten in Verbindung mit den CFD-Simulationen feststellen können.
Speedo,
1928 in Sydney gegründet, ist die weltweit führende Swimwear-Marke. Die Produkte werden in über 170 Ländern vertrieben. Speedo verfügt über 75 Jahre Know-How für Schwimmbekleidung und für Ausrüstung, die man im und nahe dem Wasser einsetzt. Näheres unter www.speedo.com
Fluent - Näheres unter www.fluent.com
----------------------
Speedo hatte sich, laut eigener Darstellung, als erste Swimwear-Firma überhaupt der CFD-Analyse (Computational Fluid Dynamics; Strömungsmechanik) bedient, um Schwimmanzüge und Athleten-Bekleidung zu entwerfen. Wenn der Hersteller heute auf dem Altix-System CFD-Modelle von FastSkin-Entwürfen einsetzt, um neuere, hydrodynamisch ausgereiftere Designs zu erarbeiten, die reduzierte Oberflächenreibung und weniger Widerstand bieten sollen, dann erhält Speedo jetzt viel schnellere Ergebnisse, als dies mit üblichen PC-Clustern möglich ist. Speedo nutzt ein Altix-System mit 8 Intel®-Itanium®2-Prozessoren, deren Verarbeitungsleistung in einer Shared-Memory-Architektur unter einer 64-Bit-Linux®-Betriebsumgebung zur Verfügung steht.
Schnellere Ergebnisse - mehr Produktivität
-------------------------------------------------------------
“Ich entschied mich für SGI Altix aus diesem einen Grunde: Geschwindigkeit,” erklärt Barry Bixler, der im Aqualab-F&E-Team eine der Schlüsselrollen inne hat. “CFD ist eine der zeitaufwändigsten, rechenintensivsten Aktivitäten, für die man einen Rechner einspannen kann, und hier, mit der Altix, stehen 8 Prozessoren zur Verfügung, die ich stets parallel nutzen kann. Als ich mit einem PC-Cluster arbeitete, pflegten einige der Jobs fast eine Woche zu laufen. Jetzt ist es möglich, vergleichbare Jobs über Nacht zu erledigen. Wir haben eine echt gute Durchlaufzeit, und die Tatsache, dass ich einen Job über Nacht erledigt bekomme, statt ein Woche lang auf das Ergebnis warten zu müssen, bedeutet eine enorme Produktivitätssteigerung für mich.”
Numbercrunching für CFD-Code ´Fluent´
----------------------------------------------------------
Bixler, Aerospace-Ingenieur, konzentriert sich mit dem Altix-System nun auf die Entwicklung der neuen FastSkin-Generation. Als CFD-Code nutzt er Fluent - und führt mit ihm jetzt sehr viel mehr raffinierte Analysen durch als je zuvor. "Ich arbeite mit dem Programm seit Jahren," erklärt Bixler. "Seine Stabilität und seine vielen Fähigkeiten haben mir erlaubt, für Speedo ein ganzes Spektrum von Strömungsproblemen zu lösen. Fluent läuft extrem gut auf dem Altix-System". Auf dem Altix-System findet das gesamte zeitkritische Numbercrunching, die eigentliche Simulationsrechnung statt. Die Ergebnisse der Simulationsläufe schaut sich Bixler dann auf seinem Home-PC an, wo er das Post-Processing durchführt.
Strömungen kanalisieren - und mit Riblets Bremsen lösen
-----------------------------------------------------------------------------------
Fluid-dynamische Sachverhalte, Aspekte und Fragen, die für Speedo bei der Optimierung von Wettkampf-Dresses relevant sind und von Bixler mit den Simulationen transparent gemacht werden sollen:
"Wir schauen uns Geschwindigkeit und Richtung des Wasserflusses an, untersuchen, wo sich die Strömung vom Körper ablöst und wo sie sich wieder an ihn anheftet. Und natürlich sind wir stets daran interessiert, festzustellen, wann und wo viel Reibung an der Haut vorliegt, also viel Bremswirkung induziert wird, und wo und unter welchen Bedingungen die Reibung wiederum klein ist.”
Die meisten Wettkampfschwimmer, Männer wie Frauen, tragen heute Ganzkörperanzüge verschiedener Ausprägungen; sei es die Komplettform, die maximale Bedeckung vom Handgelenk bis zum Knöchel bietet, oder die ärmellose Variante, bei der nur Rumpf und Beine bedeckt sind; andere wiederum bevorzugen Rumpfbedeckung plus Beinbedeckung bis knapp oberhalb des Knies. Speedo stellt alle Varianten und Kombinationen her. Doch Bixler ist, wie viele Andere, überzeugt, dass Athleten in den längeren Anzügen schneller schwimmen können, weil die Anzüge den Körper in eine stromlinien-adäquatere Form bringen, und weil sie den Wasserfluss, der den Körper umgibt, gewissermaßen kanalisieren, d.h. auf günstigere Bahnen lenken können; beides führt zu weniger bremsendem Widerstand.
Ebenso wird bei der Wettkampfschwimmkleidung enorm viel Forschungsaufwand getrieben, um optimale Materiale und Textilstrukturen für die Anzüge entwickeln und gestalten zu können. So ähnelt das FastSkin-Material weitaus mehr der Haut eines Hais als der des Menschen - bis hin zu den winzigen Riblets, den rippen- oder noppenförmigen kleinen Erhebungen der Oberfläche.
CFD-Analysen haben zudem sichtbar gemacht, weshalb es angezeigt ist, für Männer und Frauen verschiedene Anzüge zu entwickeln. Neben den bekannten Größen- und Gestalt-Unterschieden der Geschlechter gibt es dafür nämlich auch sehr spezifische andere Gründe: Löst sich die Strömung von der Oberfläche des Schwimmers, vollzieht sich dies bei Frauen in vielen Fällen in ausgeprägterer Weise als bei Männern. Dies hatte man anhand von Aqualab-Daten in Verbindung mit den CFD-Simulationen feststellen können.
Speedo,
1928 in Sydney gegründet, ist die weltweit führende Swimwear-Marke. Die Produkte werden in über 170 Ländern vertrieben. Speedo verfügt über 75 Jahre Know-How für Schwimmbekleidung und für Ausrüstung, die man im und nahe dem Wasser einsetzt. Näheres unter www.speedo.com
Fluent - Näheres unter www.fluent.com
