GPU accelerated high-order discontinuous galerkin level set methods for incompressible multiphase flows
Çok fazlı akışlar için yüksek başarımlı yüksek seviyeli süreksiz Galerkin metodları
- Tez No: 416480
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET HALUK AKSEL, YRD. DOÇ. DR. CÜNEYT SERT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 206
Özet
Bu tez çalışmasında, zamana bağlı çok fazlı akışlar için yüksek başarımlı, level set ara-yüzey modellemesine dayalı, yüksek-seviyeli süreksiz Galerkin metodları geliştirilmiştir. Çok fazlı Navier-Stokes, ara-yüzey ilerleme ve tekrar ilklendirme denklemlerinin çözümünde noktasal süreksiz Galerkin sistemi kullanılmıştır. Kullanılan yerel uzaysal ağ adaptasyonu ile hesaplama yükü, doğruluktan feregat etmeden, ara-yüzey çevresinde yoğunlaştırılarak önemli ölçüde azaltılmıştır. Yüksek frekanstaki çözüm bileşenlerini sönümlemek için, modal katsayiların azalma oranına bağlı düzensizlik tahmini temelli bir yapay difüzyon stabilizasyonu yaklaşımı kullanılmıştır. Arayüzey denklemlerinin çözümünde, lokal grid adaptasyonu ve yapay difüzyondan kaynaklı zaman adımı boyutundaki kısıtlamalar, geliştirilen çok adımlı Adams-Bashforth metoduna dayanan yerel zaman integrasyonu yöntemiyle engellenmiştir. Akış denklemlerinin yarı-açık zaman ayrıklaştırılmasından kaynaklanan kapalı sistemler, hafıza gereksinimlerini azaltmak ve toplam çözüm performansını arttıtmak için, matristen bağımsız p- çoklu ağ ön koşullayıcı konjuge gradyan metodu ile çözülmüştür. Geliştirilen sayısal metod, modern ekran kartı ve ana işlemciler kullanılarak hızlandırılmıştır. Çözücünün platformdan bağımsız olaral çalışması, hesaplama araçlarının çalışma sırasında seçilmesine olanak veren bir çok-çekirdek programlama dili kullanılarak elde edilmiştir. Geliştirilen metodun verimliliği, paralel hızı, yerel yüksek-seviyeli doğruluğu ve kütle korunumu farklı sayısal testler ile gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis study focuses on the development of GPU accelerated, high-order discontinuous Galerkin methods for the solution of unsteady incompressible and immiscible multiphase flows with level set interface representation. Nodal discontinuous Galerkin framework is used for Navier-Stokes, level set evolution and reinitialization equations on unstructured elements. Computations are localized mostly near the interface location with an adaptive method to reduce computational cost without sacrificing the accuracy. An artificial diffusion approach with a modal decay rate based regularity estimator is used to damp out high frequency solution components near kinks. For the computation of interface equations, a multi-rate Adams-Bashforth time integrator is designed to avoid time step restrictions resulting from artificial diffusion stabilization and local mesh refinement. Implicit systems arising from the semi-explicit time discretization of the flow equations are solved with a matrix-free $ p $-multigrid preconditioned conjugate gradient method to minimize memory requirements and to increase overall runtime performance. The developed numerical scheme is accelerated using modern GPUs and many-core CPUs. Platform independence of the solver is achieved with an extensible multi-threading programming API as common kernel language that allows runtime selection of different computing devices and threading interfaces. Efficiency, scalability, local high-order accuracy and mass conservation of the method are confirmed through distinct numerical test cases.
Benzer Tezler
- Turbine design optimizations using high fidelity CFD
Başlık çevirisi yok
ALTUĞ MELİK BAŞOL
Doktora
İngilizce
2014
Makine MühendisliğiEidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH)Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REZA S. ABHARI
PROF. DR. PATRICK JENNY
- Vehicle tracking by fusing monocular camera and vehicle to vehicle comunication on a real time basis
Kamera ve araç-araç haberleşmesi birleşimli gerçek zamanlı araç takibi
MUSTAFA TEKELİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolGalatasaray ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TANKUT ACARMAN
- Skin lesion classification using deep convolutional neural network and HSV color space
Derin evrişimsel sinir ağı ve HSV renk uzayı kullanarak cilt lezyonlarının sınıflandırılması
TAMERLAN NUSRADDINOV
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ERSEL KAMAŞAK
- Donanım hızlandırmalı veri demetleme
Hardware accelerated data clustering
NAZİRE MERVE ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolGazi ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
ÖĞR. GÖR. MURAT HACIÖMEROĞLU
- GPU üzerinde yazılım tabanlı anten gerçeklenmesi
Realization of software-defined antenna on GPU
ABDULLAH BAKIRTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELÇUK PAKER