Ing. Silvio Migliori ENEA – UTICT silvio.migliori@enea.it ENEA-UTICT Technical Unit for Information Systems and ICT L'infrastruttura ICT dei laboratori virtuali ENEA a supporto della ricerca industria & territorio Ing. Silvio Migliori ENEA – UTICT silvio.migliori@enea.it

ENEA-UTICT Laboratories Technical Unit for Information Systems and ICT Infrastructure and Network Services Infrastructure for Scientific Computing Information Technologies Management Implementing new projects and Web Applications Staff N. People Researchers 50 Expert Technicians 25 Support Management 10

ENEA GRID ENEAGRID integra in un'unica infrastruttura l'insieme delle risorse di calcolo scientifico di ENEA, distribuite nei suoi principali centri di ricerca. Softwares Web access Code Application field FLUENT, OpenFoam CFD ANSYS,ABAQUS, NASTRAN Structures FLUKA,ERANOS Nuclear MCNP, MCNPX Neutronics MpCCI Fluid-structure interaction USER codes Any type and platform Instruments

4000 core Intell 8 core/soket ENEA-GRID ENEA-GRID Computational & 3D Centers (more then 6000 core) Ispra Saluggia BOLOGNA 30 S.Teresa #CPU/Core CASACCIA 200 900 Manfredonia FRASCATI Summer 2013 4000 core Intell 8 core/soket >5000 PORTICI 90 BRINDISI 45 TRISAIA

ENEA-GRID: Development Born in 1998 with 6 Italian geographic clusters Main aim Give to ENEA researchers a unified environment to use in an easy way heterogeneous computers and applications software Build an homogeneous ICT infrastructure but with a distributed and delegated control Integrate the ENEA-GRID with National and International GRIDS Application Fabric Connectivity Resource Collective User Data archives Colleagues & 3D Software catalogs Computers ENEA-GRID www.afs.enea.it/project/eneagrid Sensor nets

Cell Centered Data Base MULTI-SCALE-DATA-BASES The concept of ENEA GRID infrastructure By-Mark Ellisman DATA ACQUISITION DATA ANALYSIS ADV.-COMP.-GRAPHICS NETWORK Cell Centered Data Base “CCDB” IMAGING-INSTRUMENTS COMP.-RESOURCES MULTI-SCALE-DATA-BASES

ENEA-GRID concept Potentiality: Running all Software Model for any kind of computer architecture Only one installation for each software for all geographical computers All authorized users can have access the software from local site Any application can share the data in the common geographical file system All sensors can share the data easily using the geographical file systems Computers Software Model 1 Computers Computers Rules Software Model 2 ENEA-GRID Sensor nets Software Model 3 Computers Sensor nets Software Model .. Software catalogs EU… Trisaia Brindisi Portici ( Roma-1 Roma-2 Bologna

Low internet bandwidth for ENEA-GRID feature under develops for high resolution of microscope images (TEDAT Project) Microscope High definition images SITE 1 New ENEA-GRD Java/web technology Low internet bandwidth for high resolution images 3D scenes MySQL structure Logical access (AFS) Site 2 CRESCO NX servers with graphic board Site …

CRESCO HPC hall

Some CRESCO HPC speed-up Commercial code Fluent Open Source OpenFoam CPMD Spedup User Code Combustion Processors procs

ENEA GRID and experimental facilities DNA Sequence system ( ABI Prism 3700) Trisaia DB_2 ENEA GRID CPUS WEB ICA SSH DB_1 Controlled Nuclear Fusion: FTU Frascati Tokamak Upgrade Video Acquisition DB_3 Electron Microscope (Brindisi) 300 KeV (sept. 2004)

HPC: Application areas Ingegneria Nucleare Ambiente e Clima Combustione Scienze dei materiali Fluidodinamica Bioinformatica Infrastrutture critiche Beni culturali Efficienza Energetica La modellistica avanzata è uno strumento indispensabile alla progettazione di soluzioni innovative ad alta efficienza energetica

Risultati di simulazioni condotte su CRESCO: Cobustibili Visualizzazione 3D di una fiamma di metano Caso in cui la fiamma non è premiscelata in cui si è studiato un combustibile sintetico siamo in grado di studiare l’effetto della turbolenza sulla cinetica del processo. In particolare di predire l’estinzioni di fiamma localizzate prodotte dai vortici. Visualizzazione 3D del campo ti temperatura in un combustore

"Turbulent Combustion Modelling and Simulation" Eugenio Giacomazzi "Combustion Chemistry and Fluidynamics" Ph.D. Course - Anacapri, 5-9 October 2009 Risultati di simulazioni condotte su CRESCO: Onde acustiche Vorticity Vorticity 10 Pa, 20 kHz Utilizzo di onde acustiche nelle applicazioni di processi di stabilizzazione e controllo di fiamme. A sinistra tipica fiamma iniziale con Bluff. A destra introduzione di onde acustiche. Axial Velocity Axial Velocity In fine ultimo esempio riguarda l’utilizzo delle onde acustiche nelle applicazioni dei processi di stabilizzazione e controllo di fiamme. La sinistra è una tipica fiamma iniziale in cui c’è blaff oggetto per stabilizzazione di fiamma sulla destra si mostra l’effetto in contemporanea di questo oggetto con onde acustiche.che porta ad incremento di stabilizzazione.

Photovoltaic applications: organic solar cells Risultati di simulazioni condotte su CRESCO: Dinamica Molecolare organica-inorganica Photovoltaic applications: organic solar cells Polymer solar cells are considered to be a potential candidate to solve the problem of the growing need of renewable, cost-effective energy sources. The maximum open circuit voltage for polymer solar cells is related to the difference between the HOMO of the electron donor and the LUMO of the electron acceptor. We implemented a theoretical approach to design fullerene derivatives to be used as electron acceptor in polymer solar cells. We calculated the LUMO levels of fullerene derivatives successfully used as electron acceptors and we correlated the obtained values with the Voc of the corresponding device.

Visualizzazione 3D di dati del mediterraneo Risultati di simulazioni condotte su CRESCO: Ambiente e Clima Dominio computazionale del modello climatico Protheus Visualizzazione 3D di dati del mediterraneo

Energy efficiency in building Fluidodinamica su Cresco HPC System: Efficienza Energetica nell’Edilizia Benchmark 3D room Energy efficiency in building E' un caso di studio di un flusso di aria all'interno di una stanza con delle finestre e dei pilastri. Il flusso è supposto incomprimibile e turbolento. Questo caso è più piccolo del precedente perché ha richiesto circa 5 milioni di celle. Anche in questo caso si è usato OpenFOAM in parallelo con 64 core. Questo caso è stato un esperimento per progettare simulazioni nel campo dell'edilizia, per esempio per studiare la disposizione degli ostacoli per ottimizzare la circolazione del flusso dell'aria, ottimizzarne gli scambi termici e migliorare così l'efficienza energetica di un edificio.

Visualization of 3D laser scanner data from an archaeological site Laser scanning Juvanum by HDS3000 19 Scansioni 16.589.664 punti Valori di XYZ riflettenza e colore Acquisizione di coord.GPS VISUALIZATION OF A SET OF MILLIONS OF POINTS OSG viewer: Currently there are commercial software capable to display a large amount of data in “near realtime”, but we were oriented to an “open source” solution using our ENEA-GRID, the OpenSceneGraph libraries and the powerful viewer. Distances evaluation: Integrating the ANN library in the OSG viewer code, it was possible to impolement a tool for evaluating distances between points in the 3D scene.

FARO - Graphics terminal Frontend all O.S. Fast Access to Remote Objects FARO Graphics terminal Frontend all O.S. Accesso WEB a dati,applicazioni, macchine virtuali realizzato con una integrazione di NX e applicazioni java

ENEA-GRID & CRESCO ACCESS FARO for Industry (Virtual LAB) Graphics terminal Frontend all O.S. FARO for Virtual LAB (Gateway) SOFTWARE

Cloud Computing: OpenNebula Pool of technologies and instruments able to export services in the net Typical Services: Storage/Archiving Data elaboration Remote Software Virtualization Advantages for users: Ubiquitous data and resources access Device independance User-friendly interface and simple usage Saving of HW and SW cost and maintenance operations

OpenNebula e ENEA-GRID Accessibilità integrata in FARO Accesso integrato con il portale FARO Lista delle VM disponibili

Smart Buildings Network managment optimization Network supervisorS Smart Agent Diagnostics intelligence Cost/Energy Optimization Active Demand Management REMOTE MONITORING OpenNebula ENEA-GRID

Piattaforma ICT di integrazione – Smart Village Interfaccia smart village Data fusion e sistemi decisionali Database integrato da e verso il campo I/O applicazioni verticali da e verso il campo in campo

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