HPC-Europa3 mahdollisti jäätiköntutkijoiden yhteistyön ja ohjelmistokehityksen
Viime vuosina HPC-Europa3-hanke on toiminut yhtenä tärkeimmistä yhteistyöalustoista CSC:n Elmer-kehitysryhmän ja eurooppalaisten (sekä yhdessä tapauksessa kanadalaisten) tutkimusryhmien välillä. Horisontti 2020:n puitteissa toteutettu hanke onnistui tavoitteissaan maailmanlaajuisesta pandemiasta huolimatta.
Hankkeen joustavuus mahdollisti fyysisten vierailujen korvaamisen virtuaalisilla, mikä helpotti paikan päällä tapahtuvaa yhteistyötä. Koronan aiheuttamista haasteista huolimatta pystyttiin pitämään yhteyttä yhteisömme tärkeimpään osaan: koodia käyttäviin tutkijoihin.
Elmer/Ice on johtava jään dynamiikkaa mallintava koodi, joka perustuu CSC:n avoimen lähdekoodin multifysikaaliseen äärellisten elementtien Elmer-ohjelmistoon. Monipuolista Elmer/Ice-koodia voidaan käyttää myös suurteholaskennassa, minkä vuoksi sitä voidaan soveltaa lukuisiin tarkoituksiin kaikilla aikaväleillä ja pituuksilla.
Koodin monipuolisuus näkyy HPC-Europa3:n puitteissa toteutettujen tutkimusvierailujen kirjossa. Elmer/Ice-koodia on muun muassa sovellettu mannerjäätiköissä tapahtuvien muutosten mallintamiseen. Näin on selvitetty, kuinka valtameren lämpeneminen Etelämantereen mannerjäätikön ympärillä vaikuttaa halkeamien muodostumiseen jäähyllyillä, mikä puolestaan johtaa jäämassan lohkeiluun ja epävakautumiseen.
– Useiden ohjelmistokehittäjien tapaaminen yhdellä kertaa CSC:llä auttoi minua koordinoimaan nykyisen projektini simulointistrategioita, kertoo Dorothée Vallot (SMHI, Ruotsi).
Äkillisten jäätikköjokitulvien mallinnus kehitteillä
Islantilaiset tutkijat ovat ottaneet ensiaskeleet kohti nopeasti syntyvien jäätikköjokitulvien mallinnusta. Islannissa ilmiötä kutsutaan nimellä jökulhlaup.
– Yhdessä sijainnissa työskentely tiiviissä yhteistyössä Elmer-kehitysryhmän kanssa auttoi minua toteuttamaan alustavan version äkillisiä jäätikköjokitulvia simuloivasta mallista. Se on luonnonuhkia arvioiva työkalu, jota voimme toivon mukaan jatkossa kehittää pidemmälle yhdessä CSC:n kanssa, sanoo Tómas Jóhannesson (IMO, Islanti).
Joissain hankkeissa hyödynnetään myös toista CSC:n kehittämää suurteholaskentaan soveltuvaa koodia. HiDEM-koodi (https://github.com/joeatodd/HiDEM) mahdollistaa jään haurauden ja elastisuuden laskemisen lyhyillä aikaväleillä. HiDEM-koodia sovelletaan usein yhdessä Elmer/Ice-koodin kanssa.
Hyödyt CSC:n koodinkehitykselle
HPC-Europa3-hankkeen puitteissa toteutetut tutkimusvierailut ovat olleet hyödyllisiä myös CSC:n koodinkehityksen kannalta. Esimerkiksi Iain Wheelin toteuttamaa jäämassan lohkeilumallia varten tarvittiin rajapinta kolmiulotteiselle uudelleenverkottamiskirjastolle (ParMmg). Sen toteuttaminen lisäsi Elmeriin pitkään puuttuneen yleisen kirjastotoiminnon rinnakkaisen laskentaverkon mukauttamiselle.
– Suora yhteistyö Elmer-tiimin kanssa mahdollisti uuden toiminnallisuuden lisäämisen koodiin. Sen ajaminen CSC:n Mahti-supertietokoneella mahdollisti väitöskirjani tavoitteiden saavuttamisen, kertoo Iain Wheel (St Andrewsin yliopisto, Yhdistynyt kuningaskunta).
Viimeisen kahden vuoden ajan rinta rinnan työskentely sekä vapaa-ajan vietto ja uusien ideoiden kypsyttely yhdessä työpäivän jälkeen ei ole ollut mahdollista. HPC-Europa3-hankkeen viimeisen kuukauden aikana CSC:llä järjestetyissä vierailuissa niillekin järjestyi aikaa.
Useiden asiantuntijoiden samanaikaiset tutkimusvierailut mahdollistivat kahden hankkeen dynaamisen ja rinnakkaisen uudelleenverkottumisen. Pandemian aiheuttama viivästys johti lopulta Elmer/Ice-yhteisön tehokkaampaan yhteistyöhön.
Tutkimusvierailuihin liittyvät esitykset Euroopan geotieteiden liiton kokouksessa Wienissä:
HPC-Europa3 ohjelma
HPC-Europa3-ohjelma käynnistyi vuonna 2017 ja päättyi huhtikuussa 2022. Ohjelma rahoitti tutkimusvierailuja kymmenessä Euroopan maassa ja tarjosi vierailijoille suurteholaskennan kapasiteettia ja tukea. Yhteensä hankkeessa toteutettiin lähes 850 tutkimusvierailua. Samalla vahvistettiin tutkijoiden verkostoitumista sekä tarjottiin ja vastaanotettiin uusia tehtäviä vierailuja järjestäneissä ryhmissä. Suomessa järjestettiin 91 vierailua, joista kymmenen toteutettiin virtuaalisesti koronapandemian vuoksi. Vierailijat käyttivät 19,6 miljoonan laskutusyksikön edestä CSC:n laskentaresursseja. 86 % vierailijoista oli ”erittäin tyytyväisiä” 11 % ”tyytyväisiä” ja 1 % ”tyytymättömiä” vierailunsa tuloksiin. Vierailujen järjestäjien palaute vahvistaa yhteisen hyödyn: 78 % ilmoitti olevansa ”hyvin tyytyväisiä” ja 22 % ”tyytyväisiä”.
Kirjoittaja: Thomas Zwinger, CSC