Santa Fe, lunes 22 de abril de 2019
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Proyectos de Investigación: Refinamiento adaptativo de mallas no estructuradas de elementos finitos en computadoras paralelas de memoria distribuida. (CAI+D)

Proyecto Refinamiento adaptativo de mallas no estructuradas de elementos finitos en computadoras paralelas de memoria distribuida.
Convocatoria 2011
Director Ríos Rodriguez, Gustavo
Programa al que pertenece Métodos Numéricos en Ingenierías
Director del programa: Sonsogni, Victorio
Resumen En las últimas décadas, se ha dedicado un gran esfuerzo a la paralelización de códigos computacionales para resolver problemas de mecánica de fluidos mediante el método de elementos finitos en mallas no estructuradas. Simultáneamente, se han desarrollado numerosas técnicas de adaptación para tales mallas. Entre ellas, una de las más conocidas es la adaptatividad-h. Sin embargo, la conjunción de códigos de solución en paralelo y de técnicas de adaptatividad no es una tarea trivial, menos aún si la adaptación de la malla también debe hacerse en paralelo. Sin estas herramientas resulta imposible encarar la resolución, con la potencia de cálculo existente hoy en día, de problemas tales como el seguimiento de un frente de llamas en un flujo turbulento químicamente activo. Las experiencias numéricas permiten concluir que el procedimiento de adaptación de la malla también debe estar paralelizado ya que de otra forma el máximo speedup alcanzable se estima cercano a 10, lo cual impone serias limitaciones al aprovechamiento de la potencia de cálculo. Análisis de speedups sobre algunos códigos con estas características, específicamente en computadoras de memoria compartida, confirman esta hipótesis. Paralelizar el solver del flujo y la adaptación de la malla implica, a los fines de no incurrir en mayores costos de comunicación durante la ejecución, adoptar estrategias de balanceo dinámico de la carga entre los procesadores. Dichas estrategias deben satisfacer las necesidades de ambas partes y además, también deben ser ejecutadas en paralelo (a diferencias del balanceo estático, que admite ser ejecutado en forma secuencial). Esta y otras cuestiones hacen que los códigos que implementan algoritmos de balanceo dinámico de carga presenten una mayor dependencia en la aplicación que sus semejantes secuenciales. En resumen, este proyecto persigue los siguientes objetivos específicos: 1) analizar procedimientos para realizar el balanceo dinámico de la carga (bisección inercial recursiva, balanceo iterativo de árboles, space-filling curves, particionamiento de grafos multi-niveles y difusivo, etc.); 2) desarrollar algoritmos que permitan adaptar mallas no estructuradas de elementos finitos bajo el paradigma de paralelismo de cálculo en memoria distribuida. El objetivo general consiste en implementar los algoritmos en un software de C++, acoplado a un solver de flujos compresibles químicamente activos, con el fin de resolver problemas gobernados por la combustión turbulenta.