Desenvolvimento e otimização de um código paralelizado para simulação de escoamentos incompressíveis

• Processo: 09/03208-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2009
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2011
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Leandro Franco de Souza
• Beneficiário: Josuel Kruppa Rogenski
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 04/16064-9 - Mecânica dos fluídos não estacionária: aplicações em aeronáutica e em reologia, AP.TEM
• Assunto(s): Métodos de alta ordem
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Métodos de alta ordem | Multigrid | paralelização | simulação de escoamentos incompressíveis | Transição laminar-turbulento | simulação numérica de escoamentos

Resumo

O presente trabalho tem por objetivo inicialmente estudar a paralelização de algoritmos para solução de equações diferenciais parciais. Os algoritmos que apresentarem maior eficiência, numa segunda etapa, serão utilizados num códigopara solução numérica paralelizada das equações de Navier-Stokes para um escoamento bidimensional incompressível de fluido newtoniano. As derivadasespaciais serão calculadas através do método de diferenças finitas com a utilização de aproximações de altas ordens de precisão. O cálculo de derivadas espaciais com alta ordem de precisão da forma compacta requerem a solução desistemas lineares. Estes sistemas podem ser formados por matrizes tridiagonais ou pentadiagonais, e a solução paralela destes sistemas requer um estudo aprofundado para se obter a melhor performance possível. Outro ponto chave da solução numérica das equações de Navier-Stokes para escoamentos incompressíveis é a solução numérica da Equação de Poisson. O orientador deste trabalho já trabalhou com a paralelização desta equação, mas deve-se realizar um estudo mais aprofundado objetivando uma melhor performance.Os resultados obtidos das soluções das equações diferenciais parciais serão comparados com os resultados onde se sabe a solução analítica, de forma a verificar a precisão dos métodos implementados. Os resultados do código de Navier-Stokes paralelizado para simulação de escoamentos incompressíveis serão comparados com resultados experimentais, para validação do código final. Pretende-se ainda verificar a performance e o speed-up do código, comparando-se o tempo total gasto no caso sequencial (um único processador) e no caso paralelizado (dois ou mais computadores).

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

ROGENSKI, J. K.; PETRI, L. A.; DE SOUZA, L. F.. Effects of parallel strategies in the transitional flow investigation. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, v. 37, n. 3, p. 861-872, MAY 2015. (10/00880-2, 09/03208-6, 13/00553-0, 11/08010-0)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

ROGENSKI, Josuel Kruppa. Desenvolvimento e otimização de um código paralelizado para simulação de escoamentos incompressíveis. 2011. Dissertação de Mestrado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC/SB) São Carlos.