In de wetenschap is het gebruik van supercomputers alom gerespecteerd. Ze worden veelal ingezet bij simulatieprojecten die de werkelijkheid zoveel mogelijk nagebootsen. Professor G. Stelling van de TU Delft is echter van mening dat als er in de praktijk iets fout gaat de zwarte piet te snel naar het computermodel gaat.
Een timmerman die niet tevreden is over zijn werk, geeft zijn gereedschap niet de schuld. Maar toen een simulatie van een dijkdoorbraak in de Betuwe niet goed bleek, kreeg het computermodel de schuld. Met dit voorbeeld laat G. Stelling zien dat er in de praktijk verkeerde ideeën bestaan over het gebruik van computermodellen om de werkelijkheid na te bootsen. Stelling is hoogleraar civiele techniek aan de technische Universiteit Delft en tevens verbonden aan het Waterloopkundig Laboratorium Delft. Hij deed zijn uitspraak over het gebruik van simulaties op een symposium over het wetenschappelijk gebruik van supercomputers, georganiseerd bij het rekencentrum van de Universiteit van Amsterdam Sara ter gelegenheid van het tienjarig bestaan van de Stichting Nationale Computerfaciliteiten (NCF).
Vooruitgang
De vooruitgang op supercomputergebied is enorm. Een van de eerste computers was de Eniac, die onthuld werd op 14 februari 1946 aan de universiteit van Pennsylvania. Hij leverde een prestatie van 100 flops (floating point operations per second), met een geheugen van 70 bytes en een magnetisch achtergrondgeheugen (te vergelijken met de huidige disk) van 350 bytes. De Eniac werd gebruikt voor baanberekeningen van granaten en andere projectielen voor het Amerikaanse leger. Deze computer verving destijds honderd vrouwen, letterlijk computers genoemd, die tot dan toe deze berekeningen uitvoerden met elektrische tafelrekenmachines. Het feitelijke vermogen van de Eniac kwam overeen met de werkkracht van 1000 tot 10.000 mensen met mechanische tafelrekenmachines. Een huis-tuin-en-keuken PC van dit ogenblik met een snelheid van 10 megaflops, een geheugen van 64 MB en 9 GB schijfgeheugen heeft een rekenkracht van honderdduizend Eniacs.
Naast de vooruitgang is het gebruik van supers opvallend veel breder. Ze dienen niet alleen meer voor militaire berekeningen, maar ook voor vrijwel alle soorten onderzoeken die behoefte hebben aan grote rekenkracht. Daardoor spelen supercomputers een belangrijke rol in het onderwijs en het voorbereiden van beleid. Dat blijkt ook uit de genodigden die op het symposium aanwezig waren. Niet alleen de belangrijkste topmensen uit de universitaire wereld zaten op de eerste rij, maar ook de minister van onderwijs en waterprins Willem Alexander.
Hoog water
De kroonprins kwam volop aan zijn trekken bij de inleiding van Stelling die als titel had ‘Rekenen van kunstwerk tot waterbeheer’. Stelling is een fervent gebruiker van computermodellen voor het rekenen aan een beheerste waterhuishouding. Hij legt er de nadruk op dat deze modellen niet alleen worden gebruikt om te voorspellen wanneer er een ongunstige combinatie van hevige storm en springtij is. "Naast beheersbare waterkwantiteit is ook waterkwaliteit van groot belang voor het leefmilieu. Voor de voorspelbaarheid van de waterkwaliteit is kennis van de structuur van stroming van groot belang. Dit is alleen goed mogelijk als men gebruik maakt van driedimensionale modellen."
Dagelijks voert het Knmi berekeningen uit waarbij wind en stroming worden gebruikt om waterstanden langs onze kusten te voorspellen. Volgens Stelling is er zonder voldoende computercapaciteit geen goede bediening meer mogelijk van de stormvloedkeringen aan de Hollandsche IJssel, de Oosterschelde en de Measlandkering.
Betuwe
Een paar jaar geleden zorgde hoog water in de Betuwe voor flinke paniek. Er volgde gedeeltelijke evacuatie, die achteraf niet nodig bleek. Om dat in de toekomst te voorkomen ontwikkelde het Waterloopkundig Laboratorium een model dat de situatie in de Betuwe nabootst. Dit model laat bijvoorbeeld zien wat de meest bedreigde gebieden zijn als er een dijkdoorbraak bij Tiel is. Beleidsmensen kunnen het model gebruiken om te trainen op crisissituaties.
Stelling signaleert dat het milieubeleid vaak haaks staat op de veiligheid. Het credo voor het zogenoemde rivierenbeleid luidt: ‘geef de rivier de ruimte’. Wie dat wil, moet de gevolgen van die beleidswijziging wel kunnen uitrekenen. Door dit beleid veranderen niet alleen de waterstanden, maar ook het grondvlak. Dat heeft onder andere gevolgen voor de kanaalstelsels die het water besturen via gemalen. Stelling: "Voor een juiste dimensionering van de bemaling zijn berekeningen nodig die alleen mogelijk zijn met computermodellen."
Ook voor het meten van de vervuiling van de Noordzee en de Waddenzee zijn 3D berekeningen nodig die inzicht geven in stromingen. Die beslaan lange periodes en geven inzicht in de mate van vervuiling. Dergelijke berekeningen waren tot voor kort niet mogelijk. Met de nieuwe supercomputer van NCF kan men ze wel uitvoeren.
Botten
Met het ouder worden van de bevolking zullen medische problemenian ons skelet een groter probleem worden. Het laboratorium voor orthopedie van de Erasmusuniversiteit Rotterdam onderzoekt hoe botweefsel functioneert. In Nederland wordt het aantal heupfracturen bij ouderen geschat op ongeveer 15.000 per jaar. Deze fracturen zijn een direct gevolg van het zwakker worden van het botweefsel. Via simulatiemodellen proberen de onderzoekers beter inzicht te krijgen hoe het komt dat botweefsel bij ouderen verzwakt. Dit is een belangrijk maatschappelijk probleem: van de ouderen die een heup breken, herstelt slechts 25 procent min of meer volledig. Een op de vier overlijdt binnen een jaar ende helft heeft blijvend intensieve hulp nodig om te kunen functioneren.
