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Activités autour du logiciel N3S-MUSCL

Participants : Stéphane Lanteri, Mark Loriot (SIMULOG )

Cette année a vu la fin du projet ESPRIT EUROPORT HPCN3S dans lequel SIMULOG était impliqué et qui portait sur la parallélisation SPMD du noyau N3S-MUSCL. Pour ce qui nous concerne, nous avons terminé l'étude sur l'influence de la stratégie de partitionnement (avec ou sans recouvrement) sur les performances, et plus particulièrement sur les propriétés de scalabilité des solveurs parallèles construits. L'approche avec recouvrement d'ordre un (bande interface de largeur un tétraèdre) se prête bien aux schémas de type volumes finis ; c'est l'option adoptée dans le cadre du projet HPCN3S. L'approche sans recouvrement est plus caractéristique des méthodes d'éléments finis. Dans le contexte du schéma mixte EF/VF mis en jeu dans N3S-MUSCL, elle permet de minimiser l'effort de programmation pour adapter la version séquentielle existante, mais se caractérise par des redondances dans les opérations arithmétiques aux interfaces entre sous-domaines. L'option sans recouvrement est plus délicate à programmer, mais elle contribue à améliorer sensiblement les performances de l'algorithme parallèle résultant. Ceci est illustré sur la figure 3 ci-dessous où l'on compare l'évolution du temps CPU en fonction de la taille du maillage global d'une part, et du nombre de processeurs d'autre part, pour un nombre d'itérations fixé à 10 d'un calcul Euler implicite autour d'une géométrie d'aile ONERA M6. Le maillage grossier (sur 4 processeurs) contient 15460 noeuds alors que le maillage fin (sur 32 processeurs) contient 115530 noeuds. Ces calculs ont été réalisés sur IBM SP-2. L'option sans recouvrement sera prise en compte dans la version parallèle de N3S-MUSCL durant l'année 97, en étroite collaboration avec SIMULOG (proposition en cours de négociation avec RENAULT dans le cadre du projet ESPRIT HPS-ICE pour lequel SIMULOG est sous-contractant de RENAULT ). Ces travaux ont donné lieu cette année à la publication de deux articles en revue[8] (>S. Lanteri and M. Loriot, Large-scale solutions of three-dimensional compressible flows using the parallel N3S-MUSCL solver, accepté pour publication dans Concurrency: Pract. and Exp., 1996).

  
Figure: Simulations numériques parallèles sur IBM SP-2
Comparaison entre approches avec (figure gauche) et sans (figure droite) recouvrement
Temps CPU pour 10 itérations en fonction du nombre de processeurs

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