Assessment of programming languages for computational fluid dynamics

• Autor(a) principal: Burgos, Arturo Machado
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
• Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/32272
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE; Linguagens de programação; Programming languages; Computacional; Computational; Fluidodinâmica computacional; Computational fluid dynamics; Processos vetorizados; Vectored process; Computational numerical dynamics; Dinâmica numérico-computacional

Para a resolução da grande maioria dos problemas de dinâmica numérico-computacional quanto a dinâmica de fluidos computacional, CND e CFD, respectivamente, diferentes linguagens de programação são usadas. No presente trabalho buscamos avaliar rotinas comumente utilizadas em códigos CND e CFD para resolver diferentes problemas. O nível de complexidade dos testes varia, indo desde fáceis como avaliação de loops ou problemas recursivos até aqueles inicialmente um tanto complexos, uma vez que já lidam com conceitos de transporte de calor. Quatro linguagens de programação foram contabilizadas: Python, Fortran, Julia e MATLAB. Além disso, um deles contém uma variação, neste caso Python com o módulo Numba (especificamente o processo Just In Time - JIT). As análises das linguagens são quantitativas e qualitativas, ou seja, apesar de nos preocuparmos em analisar o tempo computacional despendido em cada um dos testes, procuramos também mostrar nossas impressões sobre a facilidade de uso ou sobre a documentação disponível nos fóruns. Quanto aos resultados, é possível inferir que dentre as linguagens de programação a que apresenta melhor desempenho é o FORTRAN. Porém Python demonstra ter um grande potencial, visto que é uma linguagem de alto nível e muito aceita pela comunidade. Além disso, verificou-se que com rotinas criadas por outros desenvolvedores, os processos são bastante otimizados, tornando os tempos de execução ainda mais curtos quando comparados aos demais.