KONWIHR Projekt: waLBerla-MC

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waLBerla-MC: Ein breit anwendbares LBM-Programm für heterogene Mehrkernarchitekturen

Projektzusammenfassung

Die Supercomputerarchitektur verändert sich derzeit rasch durch die Einführung von Mehr- und Vielkernarchitekturen sowie Hardwarebeschleunigern, wie dem Cellprozessor, Graphikkarten, oder rekonfigurierbarer Hardware. Damit kann potentiell eine bislang unerreichte Leistung bei geringeren Kosten und bei einer gleichzeitigen Reduktion des Energieverbrauchs erzielt werden. Allerdings lässt dieser Trend derzeit noch viele Fragen unbeantwortet. Hardwarebeschleuniger sind nur für spezielle algorithmische Strukturen gut nutzbar, die ein hohes Maß an Regularität aufweisen. Bei anderen Algorithmen sind sie nicht oder nur ineffizient einsetzbar.

Grundlage dieses Projekts wird das Softwarepaket waLBerla sein, das zur Simulation komplexer Strömungen in einem breiten Anwendungsfeld entwickelt wurde. Das Paket ist so aufgebaut, dass zwischen Modulen unterschieden wird, die eine aufwändige Programmlogik erfordern, und solchen, die reguläre Strukturen abarbeiten. Nur die letztern Teile können von den aktuellen Hardwarebeschleunigern profitieren. Die komplexeren Programmteile können besser auf konventionellen Architekturen ausgeführt werden. Basierend auf diesem Modulkonzept soll waLBerla so erweitert werden, dass heterogene Multicore-Architekturen mit Hardwarebeschleunigern gut genutzt werden können.

KONWIHR-Förderung

  • KONWIHR-Förderung von waLBerla-MC: 9/2008 - 8/2013

Kontakt:

  • Prof. Dr. Ulrich Rüde, Lehrstuhl für Systemsimulation, Uni-Erlangen

Projektbearbeiter:

  • Dipl.-Inf. Markus Stürmer, Lehrstuhl für Systemsimulation, Uni-Erlangen
  • Jan Götz, M.Sc., Lehrstuhl für Systemsimulation, Uni-Erlangen
  • Stefan Donath, M.Sc., Lehrstuhl für Systemsimulation, Uni-Erlangen

Ausgewählte Veröffentlichungen

  • J. Götz, K. Iglberger, C. Feichtinger, S. Donath, U. Rüde: Coupling Multibody Dynamics and ComputationalFluid Dynamics on 8 192 Processor Cores, Parallel Computing, Elsevier, 36 (2010) 142-151.
  • Jan Götz, Klaus Iglberger, Markus Stürmer, Ulrich Rüde: Direct Numerical Simulation of Particulate Flows on 294 912 Processor Cores, Accepted at Supercomputing Conference 2010, New Orleans, LA, (2010).
  • S. Donath, C. Feichtinger, T. Pohl, J. Götz, U. Rüde: Localized Parallel Algorithm for Bubble Coalescence in Free Surface Lattice Boltzmann Method, Lecture Notes in Scientific Computing, Euro-Par 2009 (Ed: H. Sips, D. Epema, H.-X. Lin), Springer (Berlin, Heidelberg), 5704 (2009) 735-746.
  • S. Donath, C. Feichtinger, T. Pohl, J. Götz, U. Rüde: A Parallel Free Surface Lattice Boltzmann Method for Large-Scale Applications, Parallel CFD 2009, 21st International Conference on Parallel Computational Fluid Dynamics (Ed: R. Biswas), (2009), pp. 198-202.
  • M. Stürmer, J. Götz, G. Richter, A. Dörfler, U. Rüde: Fluid flow simulation on the Cell Broadband Engine using the lattice Boltzmann method, Computers , 58:5 (2009) 1062 - 1070.
  • J. Götz, C. Feichtinger, K. Iglberger, S. Donath, U. Rüde: Large scale simulation of fluid structure interaction using Lattice Boltzmann methods and the "physics engine", Proceedings of the 14th Biennial Computational Techniques and Applications Conference, CTAC-2008 (Ed: G.N. Mercer, A.j. Roberts), ANZIAM Journal (Canberra, Australia), (2008), pp. C166-C188.