Aceleração da simulação de microssistemas fluídicos com métodos de partículas através de processamento massivamente paralelo em cluster de GPUs

• Processo: 10/09717-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2010
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2013
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica
• Pesquisador responsável: Luiz Otávio Saraiva Ferreira
• Beneficiário: Luiz Otávio Saraiva Ferreira
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Euclides de Mesquita Neto ; Renato Pavanello
• Assunto(s): Engenharia eletrônica Microeletrônica Mecânica dos fluidos Computação gráfica Microfluídica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Lab-On-a-Chip | Mems | métodos de partículas | Microfluídica | processador gráfico | processamento paralelo | Microeletrônica

Resumo

O transporte controlado de diminutas quantidades de fluidos é função essencial para os laboratórios químicos em um chip (Lab-On-a-Chip, ou LOC, em inglês), sistemas miniaturizados de crescente utilização em análises químicas e bioquímicas, e que tendem a substituir os atuais equipamentos analíticos [1]. Um dos maiores problemas para o projeto de microssistemas fluídicos é a ausência de modelos precisos e de custo computacional razoável para serem utilizados na simulação de LOCs. Propõe-se, ao longo de dois anos, desenvolver um simulador do comportamento de fluidos em microssistemas com métodos de partículas para execução em cluster de GPUs, de maneira a acelerar-se em pelo menos 10 vezes, relativamente a um cluster de CPUs, a simulação de sistemas da ordem de 600.000 partículas. O projeto será desenvolvido em três atividades principais: 1) Estudo dos modelos de microssistemas fluídicos, 2) Implementação do simulador de microssistemas fluídicos baseado em métodos de partículas e especificamente projetado para execução em cluster processadores gráficos (GPUs), 3) Validação do simulador através da comparação de seus resultados com casos bem documentados na literatura e com o desempenho de um cluster de CPUs. O simulador desenvolvido possibilitará simulações mais precisas de labs-on-a-chip e com isso a valiosa economia de tempo e recursos nas atividades de pesquisa e desenvolvimento desses dispositivos. (AU)