Paralelização da resolução de EDPs pelo método Hopscotch utilizando refinamento adaptativo e balanceamento dinâmico de carga
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2009 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) |
Texto Completo: | https://app.uff.br/riuff/handle/1/18753 |
Resumo: | In this work efficient parallel numerical solution of finite-difference discretizations of partial differential equations (PDEs) with the Hopscotch method is studied. A new technique for adaptive mesh refinement and dynamic load balance is proposed, and tests are presented on a distributed computing environment. Despite the many implementations already presented for the method, some of which employ parallel processing, none of them has used adaptive mesh refinement with load balance. Thus, in this work a package is built to solve PDEs discretized by finite differences, with adaptive mesh refinement and load balance. The domain is divided in subdomains, that are refined and coarsened during the execution. The process of subdomain refinement change can be chosen by the user, which provides the trigger values. A partition method that does not seek to minimize the communications is proposed. This method achieves the balance quickly, resulting in an easy-to-use technique for parallel computers and problems that frequently change the refinement. Tests are performed using three PDE types, elliptic, parabolic and hyperbolic. The tests start with a sequential version, proceed with the parallel version and end- up with the load balanced parallel version. Metrics are defined to evaluate the package performance. |
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Paralelização da resolução de EDPs pelo método Hopscotch utilizando refinamento adaptativo e balanceamento dinâmico de cargaMétodos numéricosSolução numérica de EDPsMétodo das diferenças finitasRefinamento adaptativo de malhasMétodo HopscotchProcessamento paraleloBalanceamento de cargaCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::TEORIA DA COMPUTACAO::COMPUTABILIDADE E MODELOS DE COMPUTACAOIn this work efficient parallel numerical solution of finite-difference discretizations of partial differential equations (PDEs) with the Hopscotch method is studied. A new technique for adaptive mesh refinement and dynamic load balance is proposed, and tests are presented on a distributed computing environment. Despite the many implementations already presented for the method, some of which employ parallel processing, none of them has used adaptive mesh refinement with load balance. Thus, in this work a package is built to solve PDEs discretized by finite differences, with adaptive mesh refinement and load balance. The domain is divided in subdomains, that are refined and coarsened during the execution. The process of subdomain refinement change can be chosen by the user, which provides the trigger values. A partition method that does not seek to minimize the communications is proposed. This method achieves the balance quickly, resulting in an easy-to-use technique for parallel computers and problems that frequently change the refinement. Tests are performed using three PDE types, elliptic, parabolic and hyperbolic. The tests start with a sequential version, proceed with the parallel version and end- up with the load balanced parallel version. Metrics are defined to evaluate the package performance.Este trabalho propõe estudar a resolução numérica paralela eficiente de Equações Diferenciais Parciais (EDPs) discretizadas por diferenças finitas utilizando o método Hopscotch. Apesar das várias implementações do método já realizadas, algumas utilizando processamento paralelo, em nenhuma delas foi usado um refinamento adaptativo do domínio. Por este motivo, este trabalho desenvolve um resolutor de EDPs pelo método Hopscotch, discretizadas usando diferenças finitas, com refinamento adaptativo do domínio com o conseqüente balanceamento dinâmico da carga. O domínio é subdividido em subdomínios, e esses subdomínios são refinados e desrefinados durante a resolução. Os valores gatilho do processo de alteração do refinamento são introduzidos pelo usuário. O usuário introduz também os valores de gatilho de refinamento e desrefinamento. É proposto um método de particionamento que não despenda tempo procurando minimizar o perímetro dos subdomínios, buscando assim balancear a carga de modo rápido, sendo por isso indicado para uso em computadores paralelos e problemas com freqüentes mudanças das condições de refinamento. Testes são realizados com os três tipos de EDP, parabólica, elíptica e hiperbólica. Os testes iniciam com a versão seqüencial, continuam com a versão paralela e culminam com a versão paralela com balanceamento dinâmico de carga. Métricas são definidas em cada um desses testes para medir o desempenho do resolutor desenvolvido.Programa de Pós-Graduação em ComputaçãoComputaçãoKischinhevsky, MauricioCPF:32807411022http://lattes.cnpq.br/9411400439288461Leal-toledo, Regina Célia PaulaCPF:28090755322http://lattes.cnpq.br/5146026894831823Oliveira, Luiz Nélio Henderson Guedes deCPF:02000666022http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4784801A6Espenchitt, Dilson GodoiCPF:74800965422http://lattes.cnpq.br/9551003091488650Araujo, José Henrique Carneiro deCPF:00456431022http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4786712P8Guedes, Mauricio Jose Machado2021-03-10T20:45:30Z2010-03-252021-03-10T20:45:30Z2009-05-08info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://app.uff.br/riuff/handle/1/18753porCC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2021-03-10T20:45:30Zoai:app.uff.br:1/18753Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202024-08-19T11:08:44.498695Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false |
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