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Implémentation multi-GPU d’un code en volumes finis pour le calcul de haute performance des écoulements à surface libre

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Delmas, Vincent (2020). Implémentation multi-GPU d’un code en volumes finis pour le calcul de haute performance des écoulements à surface libre. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Dans le cadre de ce mémoire, nous portons le code CUTEFLOWpour la résolution des équations de St-Venant par la méthode des volumes finis sur une architecture multi GPU. Nous combinons dans ce but une version CUDA-Aware d’OpenMPI à du CUDA-Fortran. La bibliothèque METIS est utilisée pour faire la décomposition de domaine sur les maillages 2D triangulaires non structurés traités par le code. Une étude des accélérations et efficacités de la version multi-GPU est proposée, dans un premier temps, sur un cas de bris de barrage unidimensionnel, puis sur le domaine de la rivière des Mille Îles. Dans les deux cas des maillages allant jusqu’à 13 millions d’éléments sont utilisés. L’utilisation de 24 à 28 GPU pour la résolution de problèmes sur de tels maillages donne des efficacités supérieures à 80% ce qui est jugé optimal.

Titre traduit

Multi-GPU implemenation of a finite volume solver for the shallow water equations

Résumé traduit

The main purpose of this master’s thesis is the development of a multi-GPU version of the CUTEFLOW finite volume solver for the Shallow Water Equations (SWE). We use both MPI and CUDA-Fortran to use as many GPUs as we need. The METIS library is used in order to do a domain decomposition on the 2D unstructured triangular meshes. A CUDA-Aware OpenMPI version is used in order to speed up the messages between the MPI processes. Finally, a study of both speed-up and efficiency is carried over first, a classic onedimensional Dam-Break case, and then the Mille Îles river. In both cases, meshes with up to 13 million cells are used. Using 24 to 28 GPUs on these meshes lead to more than 80% efficacy.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l’École de technologie supérieure comme exigence partielle à l’obtention de la maîtrise avec mémoire en génie mécanique". Comprend des références bibliographiques (pages 117-122).
Mots-clés libres: multi-GPU, SWE, St-Venant, CFD, CUDA, MPI
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Soulaïmani, Azzeddine
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie mécanique
Date de dépôt: 02 août 2021 22:56
Dernière modification: 02 sept. 2021 18:38
URI: https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2581

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