Simulations numeriques des methodes particulaires et particules-maillage sur machines paralleles

par TOKOU BERNARD ADOUOBO

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Serge Huberson.

Soutenue en 1998

à Le Havre .

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  • Résumé

    Ce travail a pour objet la parallelisation des methodes vortex de type particule-particule (pp), particule-maillage (pic-tsc) et particule-particule/particule-maillage (p3m). On s'interesse a la resolution des equations de navier-stokes 3d, dans le cadre des ecoulements de fluides visqueux incompressibles en milieu non borne. Dans un premier temps, nous decrivons les methodes numeriques et les calculateurs paralleles utilises pour les simuler. Nous presentons une methode de corrections locales (p3m) dont le but est d'ameliorer a la fois la precision de la methode pic-tsc et le cout de la methode particulaire directe (pp). Ensuite, nous proposons des algorithmes paralleles qui sont bases sur l'optimisation des calculs, la minimisation des communications entre processeurs et la bonne gestion des places memoires. Pour la methode pp, les algorithmes reposent sur une distribution equitable des particules aux processeurs et des deplacements circulaires sur ces derniers des donnees dont ils ont besoin pour leurs executions. Concernant la methode pic-tsc que nous avons etudiee, deux types d'algorithmes paralleles ont ete proposes. Dans le premier algorithme, on fait un decoupage regulier de la grille en sous-grilles de meme taille. Puis, on realise des recouvrements des sous-domaines a cause de la specificite du schema tsc. La distribution des donnees consiste a allouer une sous-grille recouverte et ses particules a chaque processeur. Dans le second algorithme parallele, nous prenons en compte la situation d'une repartition irreguliere des particules sur la grille. Les particules sont distribuees equitablement aux processeurs et la grille leur est initialement diffusee. On commande par la suite a chaque processeur d'effectuer des operations, soit sur des blocs de noeuds, soit sur des lots de particules. La parallelisation de la methode p3m a consiste a utiliser simultanement les deux algorithmes paralleles de la methode pic-tsc. Des programmations pvm et de parallelisme de donnees de ces algorithmes ont ete realisees et des resultats de performance sont donnes. L'extensibilite et la portabilite de tous nos algorithmes paralleles ont ete prouvees. Enfin, nous presentons des resultats numeriques de precision et de stabilite appliques au transport d'anneau tourbillonnaire.


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Informations

  • Détails : 200 P.
  • Annexes : 89 REF.

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