Geri Dön

Lattıce Boltzmann yönteminin Coarray fortran ile paralelleştirilmesi

PARALLELIZING THE LATTICE BOLTZMANN METHOD WITH CO ARRAY FORTRAN

  1. Tez No: 730355
  2. Yazar: FADİLE YUDUM ÇÖMEZ ÖZGÜN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. NEVSAN ŞENGİL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Makine Mühendisliği, Uçak Mühendisliği, Computer Engineering and Computer Science and Control, Mechanical Engineering, Aircraft Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: kare çalışma alanı, lattice Boltzmann yöntemi, PGAS, Coarray Fortran, cavity flow, lattice Boltzmann method, PGAS paradigm, Coarray Fortran
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Türk Hava Kurumu Üniversitesi
  10. Enstitü: Havacılık ve Uzay Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine ve Uçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 55

Özet

Lattice Boltzmann yönteminin (LBM), Navier-Stokes ve Euler gibi klasikleşmiş hesaplamalı akışkanlar dinamiğinde (HAD) kullanılan yöntemlere göre belirli avantajları vardır. Programcılar lattice Boltzmann yönteminin basit algoritması sayesinde, tek ve çok fazlı, karmaşık geometrili ve yüksek Knudsen sayılı akışlar için daha kısa sürede çözücü geliştirebilmektedir. Bu çalışmada lattice Boltzmann yönteminin Coarray Fortran (CAF) ile paralelleştirilmesi için çalışılmıştır. CAF'ın paralelleştirme için pek çok yararı vardır. Bunlardan ilki, MPI ve OpenMP gibi diğer çok bilinen paralelleştirme araçlarına göre daha az sayıda kod dizisi gerektirmesidir. İkincisi, geliştirilen kodun anlaşılırlığı ve takip edilebilirliği oldukça kolaydır. Lattice Boltzmann yönteminin paralel verimliliği, verilerinin yerel olması sayesinde, oldukça yüksektir. Çok çekirdekli iş istasyonunda geliştirilen ve çalıştırılan LBM çözücüsü için, alan parçalama tekniği kullanılmıştır. Alan parçalama tekniği ile hesaplama alanı parçalara bölümlenir ve her parça farklı çekirdeklerde hesaplanır. CAF'ın bir diğer özelliği ise, sınır örgü noktalarında veri değişimini otomatik olarak yapmasıdır. LBM kodu kapak tahrikli kovuk akışı üzerinde test edilmiştir. Testler, sekiz çekirdekli iş istasyonunda Intel Fortran derleyici kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada LBM D2Q9 modeli kullanıldı. Paralel LBM çözücü için, çözüm süresi ve paralel verimlilikler hesaplandı ve grafiklerle karşılaştırıldı.

Özet (Çeviri)

Lattice Boltzmann method has some distinct advantages compared to the conventional computational fluid dynamics methods such as Navier-Stokes and Euler. Program developers take advantage of the LBM's simple algorithm and implement Lattice Boltzmann method successfully to single and multiphase flows in the complex geometries and high Knudsen number regimes. LBM's unique programming structure is also makes the parallelization of the method quite practical. In this study we focused on the parallelization of the LBM with Coarray Fortran (CAF) technique. There are some benefits of the CAF. First, CAF requires less line of codes. Next, understanding and maintaining the code developed by CAF is easier. Finally, parallelization efficiency of the LBM is relatively high because of the locality of the data. We also aimed to develop and run our LBM solver on a multi-core workstation. Using domain decomposition technique, the whole computational domain is further divided to sub-domains and each sub-domain is assigned to a different core for calculations. Data exchanges between border lattice points are realized with the Coarray feature of the CAF. We decided on a lid-driven cavity flow to test our solver. Tests were realized on an eight-core workstation using Intel Fortran compiler. In these tests, we have used LBM D2Q9 model. After validation tests of the parallel LBM solver solution times and parallel efficiencies were calculated and plotted to show the parallel performance figures of the Coarray Fortran.

Benzer Tezler

  1. Nükleer reaktör soğutucu kanallarında akışın Lattice-Boltzmann yöntemi ile benzeşimi

    Lattice-Boltzmann simulation of flow in nuclear reactor subchannels

    ALİ TİFTİKÇİ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Mühendislik BilimleriHacettepe Üniversitesi

    Nükleer Enerji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. CEMİL KOCAR

  2. Akış problemleri için lattice Boltzmann yöntemi ve uygulamaları

    The lattice Boltzmann method for fluid flows and its applications

    ZEKERİYA ÖZCAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Makine MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ÖZGÜR EKİCİ

  3. Investigating conjugate heat transfer in a square cylinder via Lattice boltzmann method

    Lattice boltzmann yaklaşımıyla kare silindirde birleşik ısı transferinin incelenmesi

    AANIF HUSSAIN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BAYRAM ÇELİK

  4. Three-dimensional, parallel implementation of entropic Lattice Boltzmann method for compressible flows

    Sıkıştırılabilir rejimdeki akışlar için entropik Lattİce bBoltzmann yönteminin üç boyutlu paralel uygulanması

    BAHRİ TUĞCAN SELİMHOCAOĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YUSUF ÖZYÖRÜK

  5. Microstructure-based analysis and simulation of flow and mass transfer in chromatographic stationary phases

    Kromatografik sabit fazlarda akış ve kütle transferinin mikroyapı temelli analizi ve simülasyonu

    HARUN KOKU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2011

    Kimya MühendisliğiUniversity of Delaware

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ABRAHAM LENHOFF