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Projekt
Parallele Ausführung von adaptiven Multiphysik-Simulationen auf hierarchischen Gittern
Antragsteller
Professor Dr.-Ing. Michael Schlottke-Lakemper
Fachliche Zuordnung
Rechnerarchitektur, eingebettete und massiv parallele Systeme
Förderung
Förderung seit 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 463312734
Die effiziente parallele Ausführung von gekoppelten Multiphysik-Simulationen bringt eine Reihe von erheblichen Herausforderungen. Aufgrund der Existenz unterschiedlicher räumlicher und zeitlicher Skalen und der gegenseitigen Abhängigkeit der gekoppelten Systeme wird es deutlich schwieriger, gute Skalierbarkeit für das Gesamtsystem zu erreichen. Diese Probleme werden durch lösungsadaptive Algorithmen noch verschärft, insbesondere wenn man über die reine Gitteradaptivität hinaus zur dynamischen Auswahl von Modellen und Methoden übergeht. Ein zentrales Ziel dieses Projekts ist daher, die durch vollständige Adaptivität entstehende Komplexität auf generische Art so abzukapseln, dass sich Anwender auf die Entwicklung der einzelnen Löser und Kopplungsschemata konzentrieren können. Um dies zu erreichen, werden wir ein modulares Design für gekoppelte Mehrskalen-Multiphysik-Simulationen entwickeln, welches die ständige Anpassung von Gittern, Modellen und Methoden verwalten kann. Dazu werden wir anwendungsunabhängige Algorithmen für die Verwaltung von gekoppelten hierarchischen Gittern, für die Partitionierung und für die dynamische Lastverteilung über mehrere Löser hinweg konstruieren, die die unterschiedlichen Hardware-Affinitäten der gekoppelten Systeme auf heterogenen Rechnersystemen einbeziehen. Effiziente Ausführungsschemata werden aufbauend auf einem minimalinvasivem Ansatz zur Task-basierten Paralleliserung entwickelt, wobei Datenabhängigkeiten zwischen den Lösern berücksichtigt bleiben. Am Ende werden abstrakte Programmierschnittstellen identifiziert werden, um eine Open-Source-Kopplungsbibliothek in Julia zu erstellen, die andere Wissenschaftler bei der Entwicklung ihrer eigenen parallelen gekoppelten Simulationen unterstützt. Dieses Projekt ist Teil der DFG-Forschungsgruppe "Struktur-erhaltende numerische Methoden für Volumen- und Übergangskopplung von heterogenen Modellen".
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
