柴油發動機、內燃機或燃氣渦輪發動機運轉時產生的，會造成各種不穩定的情況，而若想對這些動態流體建立模型和進行預測，需要用到一系列複雜的物理計算作業。
喬治亞理工學院航太工程學教授 Joe Oefelein 說，這類亂流反應流體呈現出的多重物理特性，使得要對它們的特性建立模型和進行模擬，成為全球學術界最大的難題之一。
「這不是只針對流體動力學、熱力學或熱傳學，這些東西是同時發生的。」他說。
也就是說在對這些動態流體建立模型和進行預測時，要用到極為複雜的數學計算作業和十分龐大的運算需求。幸運的是，Oefelein 及其研究團隊可以用到專為這些用途所打造出史上最強大的工具，即位於田納西州美國能源部橡樹嶺國家實驗室的 Summit 超級電腦。
Oefelein 表示能在 Summit 超級電腦上開發模型和進行模擬作業，可以設計出更高效率、性能更佳的推進系統。根據早期的實驗結果，他估計 Summit 超級電腦運行其研究團隊之程式碼的速度，會較前一代快上 25 倍。
「執行速度可以快上兩倍的話，就能順利解決任何問題。25 倍對我們來說十分重要。」Oefelein 說。
支援複雜的模擬作業
運算硬體的持續進步使得運算性能也有所提高，但最強大的是 Summit 超級電腦的架構，其中搭載了超過 2.7 萬個 NVIDIA V100 Tensor Core GPU。
Summit 超級電腦的強大運算能力，使得 Oefelein 的研究團隊能夠更有效地模擬燃料注入且與氧化劑混合後的燃燒過程。
Oefelein 說他們的目的是能夠強化或防止某些現象，目標是在將燃燒效能提到最高的情況下，又能把排放量降到最低。Summit 超級電腦的運算能力使得研究團隊能夠提高流體重要特性的解析度，獲得過去做不到的運算結果。
推進系統的製造商最終可以用這些知識來改善其設計過程。
Ofelein 說：「倘若我們能提高模擬的預測能力，就能用這些能力來瞭解如何製造出業界可以快速穩定運行的工程模型。而隨著我們提出預測能力更佳的模型，日後便能發展出提升燃油經濟性、減少排放和提高效能的創新設計。」
該研究團隊在 Summit 超級電腦上執行的首批模擬內容，旨於産生出一個資料集，以求捕捉亂流對混合及燃燒過程造成的影響。Oefelein 接下來將繼續結合這些知識與其它實驗結果，對有著更強大預測能力的模型進行驗證。
重新構思研究策略
使用 Summit 超級電腦進行建模和模擬，讓 Oefelein 的研究團隊能夠徹底重新思考其工作流程和總體研究方法，他們已經破除許多限制，或許能促進更大的進步。
Tensor Cores 便是一個很好的例子，它被設計用來加快訓練速度及提高深度學習的表現。Oefelein 說他的團隊打算在改進演算法時，充分利用 Tensor Cores。
「這個例子說明了一項極受歡迎的功能，過去不存在，現在出現了。它不僅改變了我們的思考方式，也讓我們有新的機會，可以用一種略微不同的方式去利用硬體。」他說。
要是一切按計畫進行，過不了多久 Oefelein 的團隊就能讓推進系統製造商把他們的技術用在新的方向上，進而使得汽車、飛機、船隻，甚至是火箭都能降低排放量。