Summer of HPC: Ein ereignisreicher Sommer geht zu Ende (6)
| 09. September 2013In fünf Beiträgen hat der Mathematiker Hannes Grimm-Strele für uni:view von seinem Projektpraktikum in Istanbul berichtet. Im sechsten und letzten Teil beschreibt er, wie das Hochleistungsrechnen zur Erforschung von Krankheiten beträgt und nimmt Abschied von der wunderschönen Stadt am Bosporus.
Im letzten Schritt unseres Projektes berechnen wir den Blutfluss in der zuvor aus CT-Scans extrahierten Arterie. Wie im letzten Beitrag beschrieben, füllen wir dazu das Volumen der Arterie mit Tetrahedern. Die Anzahl der Tetraheder bestimmt die Genauigkeit der Lösung - und wie aufwändig die numerische Simulation auf dem Computer ist. Im Bild: Eine Zerlegung unseres Gitters in acht Teilbereiche, die jeweils einem Prozessor zugewiesen werden. Indem jeder Prozessor die Lösung auf seinem Teilbereich berechnet, können wir das Gesamtproblem aufspalten und die Lösung in kürzerer Zeit erhalten. Das Blut fließt jedoch von einem Gebiet ins andere. Daher müssen die Prozessoren untereinander Nachrichten austauschen, was die Effizienz der Rechnung mindert.
Im Bild: Der Pfad einiger Blutpartikel, wie sie durch die Arterie strömen, sowie Querschnitte durch die Arterie. Die Farbe bezieht sich auf die Geschwindigkeit des Blutflusses: rot bedeutet schnelle, blau langsame Strömung. Man erkennt einen direkten Zusammenhang zwischen Form der Ader und Verteilung des Blutflusses: Ist die Ader zylinderförmig, treten die höchsten Geschwindigkeiten in der Mitte der Ader auf. Ist sie dagegen gebogen und ungleichmäßig, ändert sich das Geschwindigkeitsfeld entsprechend. Der Einfluss der Geometrie ist groß. Um den Blutfluss numerisch zu untersuchen, sollte man daher keine idealisierte Form der Arterie, sondern die realistische, von Patient zu Patient unterschiedliche Form verwenden.
Mit diesen Projektergebnissen endet der Summer of HPC und ich kehre nach Wien zurück. Es war eine großartige Erfahrung – sowohl von der wissenschaftlichen Seite, als auch aus persönlicher Sicht. Ich habe ein neues, spannendes Gebiet kennen gelernt: Hochleistungsrechnen kann einen großen Beitrag zur Erforschung von Krankheiten, die mit dem Blutfluss im menschlichen Körper zusammenhängen, leisten.
Istanbul ist eine wunderschöne und vielseitige Stadt. Einerseits ist sie in vielerlei Hinsicht "anders" – nicht nur was Kaffee und Essen betrifft –, andererseits ist sie überraschend westlich und modern. Es war eine großartige Erfahrung, hier zwei Monate zu wohnen und die Stadt in einer Intensität zu erleben, wie es im Urlaub niemals möglich ist.
Außer dem türkischen Kaffee und vielem anderen werden mir zwei Dinge fehlen: das Meer und die Lebendigkeit der Stadt. Ob abends auf der Strandpromenade von Ortaköy oder im Gewimmel von Beyoğlu, immer konnte man spüren, dass Istanbul eine außergewöhnliche - und eine außergewöhnlich schöne Stadt ist.
