Arbeitsgruppe Praktische Informatik (Prof. Vornberger)

Abstract: Strömungssimulation auf Transputernetzwerken mit Hilfe eines parallelen FEM-Verfahrens

F. Lohmeyer, O. Vornberger

Vorgestellt wird die Parallelisierung eines FEM-Verfahrens im Bereich Strömungssimulationen. Ausgangspunkt ist dabei ein sequentielles Verfahren zur Berechnung reibungsbehafteter, instationärer Strömungen. Bei diesem Verfahren handelt es sich um ein explizites Taylor-Galerkin finite Elemente Verfahren zur Integration der Euler- und Navier-Stokes Gleichungen auf unstrukturierten Dreiecksnetzen. Solche Verfahren sind in natürlicher Weise parallel und bieten sich damit prinzipiell für den Einsatz auf massiv parallelen Systemen an. Die zugrundeliegende Idee bei der Parallelisierung ist die Aufteilung der finiten Elemente in disjunkte Teilgebiete. Diese werden dann auf den ihnen zugewiesenen Prozessoren gleichzeitig ausgewertet und durch Prozessorkommunikation über die Zwischenergebnisse benachbarter Prozessoren unterrichtet. Der zentrale Punkt fur den effizienten Einsatz eines massiv parallelen Systems ist die optimale Aufteilung des Berechnungsnetzes im Sinne der auf die beteiligten Prozessoren entfallenden Arbeit, bei gleichzeitiger Minimierung der Kommunikation zwischen diesen Prozessoren. Die wichtigsten Parameter, die die Qualitat einer Lösung bestimmen, sind das verwendete Betriebssystem, die Prozessortopologie und der Netzaufteilungsalgorithmus selbst. Es werden Ergebnisse fur eine unter Multitool und Helios implementierte Heuristik auf einem linearen Transputer-Array präsentiert. Ebenfalls vorgestellt wird eine On-line Graphik, die zur Visualisierung und Beurteilung von Strömungen eingesetzt werden kann.

TAT 91, Reihe Informatik - Fachberichte, Hrsg. R. Grebe, M. Baumann, Parallele Datenverarbeitung mit dem Transputer, Springer Verlag 1992