Enhancing the computational power of a general-purpose computer laboratory through a Beowulf cluster using OpenFOAM

Autores

DOI:

https://doi.org/10.18265/2447-9187a2025id8918

Palavras-chave:

otimização de recursos, OpenFOAM, infraestrutura computacional, cluster Beowulf

Resumo

No contexto de educação e pesquisa em Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD), os altos custos associados a licenças de software, hardware dedicado e serviços de simulação baseados em nuvem criam barreiras significativas para universidades menores e grupos de pesquisa emergentes. Ao mesmo tempo, laboratórios de informática de uso geral, frequentemente usados para ensino de graduação, tendem a ser subutilizados, o que leva ao uso ineficiente de recursos institucionais. Este estudo avalia a viabilidade e o desempenho de um cluster do tipo Beowulf construído com OpenFOAM para simular um problema de engenharia do mundo real: escoamento de ar externo, incompressível e em estado estacionário sobre um motociclista em um túnel de vento. O cluster foi montado a partir de 60 computadores desktop de uso geral localizados em um laboratório de ensino de graduação. Um fator de aceleração de 55 foi alcançado pela combinação das 60 máquinas, permitindo simulações com uma malha de 64 milhões de células. O uso de RAM permaneceu abaixo de 1 GB por máquina, tornando viável o compartilhamento da infraestrutura entre a pesquisa e as atividades regulares em sala de aula. As descobertas indicam que a criação de um cluster Beowulf em tal ambiente pode aumentar significativamente a capacidade computacional, reduzindo o tempo ocioso e maximizando o retorno do investimento institucional em recursos de computação.

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Publicado

03-07-2025

Como Citar

CALDEIRA FILHO, W. R.; RAMOS FONSECA, A.; LIMA, T. P. Enhancing the computational power of a general-purpose computer laboratory through a Beowulf cluster using OpenFOAM. Revista Principia, [S. l.], v. 62, 2025. DOI: 10.18265/2447-9187a2025id8918. Disponível em: https://periodicos.ifpb.edu.br/index.php/principia/article/view/8918. Acesso em: 30 abr. 2026.

Edição

v. 62 (2025)

Seção

Engenharias III - Engenharia Mecânica

Licença

Copyright (c) 2025 Wilson Ramalho Caldeira Filho, Alexandre Ramos Fonseca, Thiago Parente Lima

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