NASA'nın Kimyasal Denge ve Uygulamaları (CEA) kodu - mevcut kullanıcılarının çoğu doğmadan önce roket performansını, şok dalgalarını ve patlamaları hesaplayan hesaplama işgücü - nihayet uzun zamandır beklenen bir modernizasyona kavuştu. Ajansın Mühendislik ve Güvenlik Merkezi (NESC), eski CEA2 Fortran kodunu, artık akıcı bir şekilde Python, C, MATLAB ve hatta Excel konuşan Fortran 2008, nesne yönelimli bir yazılım paketi olan CEA v3'e dönüştürdü. Çünkü 'roket bilimi' demek bir elektronik tablo arayüzü demekten başka bir şey değildir.

2002'de piyasaya sürülen CEA2, itki ve termokimya analizi için başvurulan araç olmuştur, ancak orijinal prosedürel Fortran uygulaması, alt program arayüzü olmayan 20 yıllık bir kod tabanını korumak kadar eğlenceliydi. Uygun bir arayüzün olmaması, onu genişletmeyi ve artık otomatik parametrik taramalar, diğer modelleme araçlarıyla entegrasyon ve yeşil iticiler ve sürdürülebilir havacılık yakıtları gibi yeni ortaya çıkan iticilere destek talep eden modern mühendislik iş akışlarına entegre etmeyi giderek zorlaştırdı. Bu yüzden NASA, doğrulanmış teknik temelini korurken onu modern çağa sürüklemeye karar verdi.

CEA v3, nesne yönelimli veri yapıları, daha sıkı tip kontrolü ve iş parçacığı güvenli denge çözücü mimarisi üzerine inşa edilmiştir. Fortran, C, Python, MATLAB ve Excel arayüzlerini destekleyerek aracın otomatik analiz hatlarına, çok disiplinli tasarım çerçevelerine ve yüksek hacimli deney tasarımı çalışmalarına doğrudan bağlanmasına olanak tanır. Ve nostaljikler için, geriye dönük uyumluluk eski komut satırı arayüzü aracılığıyla korunur, böylece mevcut girdi dosyaları ve iş akışları minimum kesintiyle ileri taşınabilir - çünkü 'ilerleme' demek eski komut satırını etrafta tutmak demekten başka bir şey değildir.

Termodinamik veritabanı ayrıca ADN, HAN ve LMP-103S gibi yeşil itici bileşenlerinin yanı sıra n-Butanol gibi sürdürülebilir havacılık yakıtı adaylarını da içerecek şekilde genişletildi. Bu, CEA v3'ün artık gezegen için daha iyi olan veya en azından daha az berbat olan şeyleri nasıl yakacağınızı anlamanıza yardımcı olabileceği anlamına geliyor.

Şimdi, ince ayrıntılara gelelim: CEA v3'teki bireysel denge hesaplamaları, CEA2 muadillerine göre orta derecede daha yavaştır, çünkü modernize edilmiş mimari ve eklenen sağlamlık bazı hesaplama yükleriyle birlikte gelir. Temsili testlerde, tek bir hesaplama yaklaşık yüzde 40 daha yavaştı, ancak mutlak fark vaka başına yalnızca yaklaşık 0,004 saniyeydi - yani kronometre ve kin beslemiyorsanız fark etmeyebilirsiniz bile.

Ancak modernizasyonun gerçekten karşılığını verdiği yer burası: deney tasarımı çalışmalarında, parametrik taramalarda, optimizasyonda ve belirsizlik analizlerinde yaygın olan çok durumlu iş akışları için CEA v3 oyunun kurallarını değiştiriyor. Bir kıyaslamada, 108.500 durumluk bir tarama CEA v3 ile yaklaşık 1,11 saniyede tamamlanırken, CEA2 ile yaklaşık 15 dakika sürdü. Bu, bu iş akışı için çalışma süresinde yaklaşık 800 kat azalma demek. Evet, doğru okudunuz: 800 kat daha hızlı. Büyük ölçekli itki ticaret çalışmaları ve otomatik tasarım uzayı keşfi artık çok daha pratik hale geldi ve bilgisayarınızın fanı size teşekkür edecek.

NASA mühendislik kullanıcıları şu yönergeleri dikkate almalıdır: geleceği kucaklayın, ancak eski girdi dosyalarınızı elinizin altında bulundurun. Ve sorularınız varsa, Glenn Araştırma Merkezi'nden Mark K. Leader ile iletişime geçin, mark.leader@nasa.gov, çünkü 20 yıllık bir kodun yeni Python bağlamaları hakkında e-postalarınızı yanıtlamaktan başka yapacak daha iyi bir işi yok.