к.п.и

Статистика использования суперкомпьютеров по областям применения сведена в Таблице 1.

Таблица 1 – Статистика использования суперкомпьютеров

Области применения суперкомпьютерных вычислений, в мире	Процентов от общего числа
Промышленность: добывающая, электронная, автомобильная, авиационная и др. отрасли тяжелой промышленности и машиностроения.	44,3
Вычислительные центры, наука и образование: суперкомпьютерные центры, университеты и научные институты (физика, математика, химия, биология, генетика), поставщики суперкомпьютеров.	21, 2
Прогнозы погоды и климатические исследования	18,5
Стратегические исследования, программы Министерства обороны, космическая и ядерная программы	7,1
Финансы: банки, финансовые корпорации, страхование, финансовые прогнозы и консалтинг.	3,5
Потребительский сектор, медицина и фармакология, транспорт, торговля, производство потребительских товаров, продуктов питания.	3
Медиа: цифровые видеотехнологии, компьютерные игры и пр.	2,2

Программное обеспечение специализированных областей

CAE (англ. Computer-aided engineering)

ANSYS — универсальная программная система конечно-элементного (МКЭ) анализа, существующая и развивающаяся на протяжении последних 30 лет, является довольно популярной у специалистов в области компьютерного инжиниринга (CAE, Computer-Aided Engineering) и КЭ решения линейных и нелинейных, стационарных и нестационарных пространственных задач механики деформируемого твёрдого тела и механики конструкций (включая нестационарные геометрически и физически нелинейные задачи контактного взаимодействия элементов конструкций), задач механики жидкости и газа, теплопередачи и теплообмена, электродинамики, акустики, а также механики связанных полей. Моделирование и анализ в некоторых областях промышленности позволяет избежать дорогостоящих и длительных циклов разработки типа «проектирование — изготовление — испытания». Система работает на основе геометрического ядра Parasolid. Программная система ANSYS является довольно известной CAE-системой, которая используется на таких известных предприятиях, как ABB, BMW, Boeing, Caterpillar, Daimler-Chrysler, Exxon, FIAT, и др.

CFD (Computational Fluid Dynamics) Программный комплекс STAR-CD

STAR-CD — многоцелевой CFD программный комплекс, предназначенный для проведения расчетов в области механики жидкости и газа. STAR-CD не является единственным расчетным пакетом, охватывающим данную область, аналогичными возможностями обладают программные пакеты ANSYS-CFX и FLUENT. Аббревиатура «STAR» означает Simulation of Turbulent flows in Arbitrary Regions - моделирование турбулентных потоков в произвольных геометрических областях. STAR-CD позволяет решать задачи в следующих областях:

1. Стационарные и нестационарные течения, Ламинарные течения,

2. Турбулентные течения,

3. Сжимаемые и несжимаемые (включая около- и сверхзвуковые),

4. Теплоперенос (конвективный, радиационный, теплопроводность с учетом твердых тел),

5. Массоперенос,

6. Химические реакции, и др.

Программный комплекс LS-DYNA 

LS-DYNA — многоцелевой конечно-элементный комплекс, разработанный Livermore Software Technology Corp. (LSTC) — предназначена для анализа высоконелинейных и быстротекущих процессов в задачах механики твердого и жидкого тела. Разработка данного программного продукта была начата в начале 70х годов. Первая коммерческая версия программы выпущена в 1976 г. Программа была первой в своей области и послужила основой для всех современных пакетов высоконелинейного анализа, оставаясь на лидирующих позициях до сегодняшнего дня. Предназначение LS-DYNA: нелинейная динамика, теплоперенос, теплообмен, термомеханика, разрушение и развитие трещин, контакт, квазистатика, Эйлерово и произвольное Лагранж-Эйлерово поведение (Arbitrary Lagrangian-Eulerian, ALE), акустика, многодисциплинарный связанный анализ (взаимодействие потоков жидкостей и газов с деформируемой конструкцией, например, колебания жидкости в баках, связанные термомеханические задачи и др.). LS-DYNA содержит более 130 уравнений состояния материалов и 25 контактных алгоритмов. В числе приложений: моделирование взрывов, краш-тестов, сейсмика, обработка металлов давлением и др. Исследование поведения материалов (прокат листовой и объемный, ковка, глубокая листовая штамповка-вытяжка, экструдирование, и пр.). Программный код полностью распараллелен и векторизован (первые версии LS-DYNA работали на компьютерах CDC-7600 и CRAY-1). Поддерживается декомпозиция заданий на сетевых кластерах (в т.ч. из персональных компьютеров).

NAMD

NAMD (NAnoscale Molecular Dynamics) — бесплатная программа для молекулярной динамики, написанная с использованием модели параллельного программирования Charm++, обладающей высокой эффективностью распараллеливания и часто используемой для симуляции больших систем (миллионы атомов). Программа была создана совместно Группой Теоретической и Вычислительной Биофизики (TCB) и Лабораторией параллельного программирования (PPL) из Иллинойсского университета в Урбане и Шампейне. Программа была анонсирована в 1995 г Нельсоном и др. как параллельная программа для молекулярной динамики, включающая интерактивное моделирование, связанное с программой визуализации VMD. 

Обработка видеоизображений

Shake 4 Shake 4 является единственным компоновочным приложением с полным набором инструментов, подходящих как для отдельных художников, так и для студий, занимающихся созданием визуальных эффектов. Shake 4 предоставляет все необходимые инструменты для создания самых изощренных визуальных эффектов для кино- и телевизионных проектов. И является уже в течение 7 лет основным инструментом завоевывавших награды «Оскар» для создателей спецэффектов. Программа Shake широко используется при производстве современных фильмов. В частности, с ее помощью были созданы такие популярные ленты, как "Кинг Конг", "Миссия невыполнима 3", "Посейдон", "Пираты Карибского моря".

37