SU2 Foundation wil valkuilen open source omzeilen

5 juni 2019

Goede software ontwikkelen en verspreiden om ingenieurs te helpen problemen op te lossen in de stromingsleer. Dat is het doel van de SU2 Foundation, een samenwerking tussen universiteiten, onderzoeksinstituten en bedrijven, die in mei in de VS is als non-profit is opgericht. Het optimaliseren van ontwerp door de software leidt tot meer efficiëntie en lagere kosten van bijvoorbeeld vliegtuigmotoren of windmolens, zegt Piero Colonna, hoogleraar Propulsion and Power aan de Technische Universiteit Delft en één van de oprichters van de SU2 Foundation.

De organisatie bestaat op dit moment uit onder andere teams van Stanford University, Technische Universität Kaiserslautern, Imperial College, Politecnico di Milano, de University of Michigan, Argonne National Laboratories en het US National Institute of Aerospace. In Nederland zijn behalve de TU Delft, de Universiteit Twente en TNO/ECN aangesloten. Verder zijn medewerkers van verschillende bedrijven, waaronder Bosch, Intel en luchtvaartbedrijf Embraer betrokken.  

De open source SU2-software is een verzameling van programma’s die in 2012 gelanceerd werden. Net als soortgelijke programma’s is SU2 in staat de stroming van vloeistoffen en gassen te simuleren, zogenoemde Computational fluid dynamics. Die simulaties helpen ingenieurs bij het optimaliseren van een ontwerp: ‘De efficiëntie van een turbine van een vliegtuigmotor wordt voor het grootste deel bepaald door de vorm van de bladen. Deze software kan de werking van die bladen simuleren. Met behulp van algoritmes, een soort AI, kan de software bovendien die bladen steeds een andere vorm geven totdat de vorm is gevonden die de meeste efficiëntie biedt. Het zelfde kan gedaan worden met de vorm van een geheel vliegtuig, een windmolen of auto’, legt Colonna uit. De code is in gebruik in de vliegtuig-, auto-, scheepvaart- en renewables-industrie.

Milieuvoordelen

Door het bepalen van het optimale ontwerp, kan de software helpen kosten te verlagen en efficiëntie te verhogen, wat leidt tot een kortere terugverdientijd, legt de hoogleraar uit. Door de hogere efficiëntie zijn er bovendien altijd milieuvoordelen. Colonna: 'We werken op dit moment samen met een Nederlands bedrijf aan een nieuw ontwerp voor het Environmental Control System in het vliegtuig, dat zaken als druk, temperatuur en kwaliteit van lucht aan boord regelt. Dit is na de motor het systeem met het hoogste energieverbruik. Door de in het systeem aanwezige compressor te optimaliseren met de software, heeft het vliegtuig minder brandstof nodig.'

De onderzoeksgroep van Colonna wordt gezien als toonaangevend op het gebied van onderzoek naar de terugwinning van restwarmte of energieopwekking door middel van de Organic Rankine Cycle technology. De vraag binnen dit onderzoek is hoe warmte-energie die normaliter verloren gaat in de atmosfeer toch gebruikt kan worden. NWO-domein Toegepaste en Technische Wetenschappen heeft verschillende projecten van Colonna gefinancierd. Vloeistoffenmechanica en optimaal ontwerp van turbomachinerie spelen een belangrijke rol in dit onderzoek. Op deze manier hebben Colonna en zijn collega-onderzoekers een belangrijke rol bijdrage geleverd aan de totstandkoming van de SU2-code.

Spaghetti-code voorkomen

SU2 is bewust open source, zodat iedereen eraan kan bijdragen. De opgerichte organisatie moet zorgen voor een beter onderhoud van de software, om de kwaliteit te borgen, zegt Colonna: 'Eén van de valkuilen van een opensourcecode is dat de ontwikkeling vaak niet goed wordt beheerd. De code leeft echt en groeit constant. Bij slecht beheer ontstaat de zogenoemde spaghetti-code, waardoor de ontwikkeling en het gebruik van het programma ingewikkelder worden.'

Het is niet handig als je voor het schrijven van een tekst iedere keer opnieuw een Word-processor moet bouwen

Om deze reden bestaat de SU Foundation uit verschillende delen (academici, onderzoeksorganisaties, bedrijven, ontwikkelaars, gebruikers) en is er een bestuur dat beslissingen neemt over belangrijke zaken in de organisatie, bijvoorbeeld wat prioriteit heeft binnen de ontwikkeling van de code. Alle gebruikers kunnen input leveren. Ook vraagt de Foundation bedrijven die baat hebben bij de software om donaties, waarmee professionele ontwikkelaars ingehuurd worden om structuur aan te brengen in de ontwikkeling en onderhoud te plegen.

Het werken met een community code zal bovendien leiden tot snellere ontwikkeling van kennis, zegt Colonna. 'Wereldwijd bouwen onderzoekers zelf aan min of meer dezelfde codes, om nieuwe problemen te bestuderen. Wij willen zorgen dat de basis aanwezig is, zodat iedere onderzoeker hierop verder kan bouwen, in plaats van het wiel steeds weer opnieuw uit te vinden.' Dit vraagt om meer samenwerking, zegt de hoogleraar. 'Het is niet handig als je voor het schrijven van een tekst iedere keer opnieuw een Word-processor moet bouwen. Zorg dat die goede processor er is, zodat mensen er zelf iets nieuws mee kunnen creëren.' Het past volgens Colonna in de bredere trend van open science en open technology. Ook biedt deze methode bedrijven voordelen. 'Onderzoek met een hoog risico en hoge mogelijke opbrengst wordt minder risicovol wanneer het wordt uitgevoerd door een wereldwijd team.'

Meer informatie


Bron: NWO