Simulation 3D HPC mécanique élastostatique sur maillage adaptatif hexaédrique H/F (Mathématiques, information  scientifique, logiciel)

Description de l'offre

Domaine : Mathématiques, information  scientifique, logiciel

Contrat : Stage

Description du poste :

Objectifs :
Le stage proposé vise la modélisation HPC 3D avec adaptation de maillage pour des systèmes mécaniques élastostatiques. L’axe privilégié est de considérer un raffinement de maillage de type hexaédrique avec une technique de h−raffinement local non conforme. La mise en place de ce raffinement sur des supercalculateurs et la réalisation de benchmark de la solution constituent l’objectif principal.
Étapes du stage :
- L’étudiant évaluera quelques solveurs mécaniques existants. Ils seront mises en oeuvre sur quelques problèmes académiques puis des cas de référence d’intérêt (voir [1]) en utilisant le langage C++. On examinera la performance en terme de scalabilité parallèle mais aussi les temps de restitutions qui dépendent à la fois des méthodes numériques, des optimisations informatiques, du déploiement. On examinera cette performance au regard du nombre de DDLs (degrés de liberté) et du solveur linéaire parallèle qui sera employé. Pour les plus grands cas 3D, des runs seront lancés sur des supercalculateurs régionaux ou nationaux [3].
- Une fois la bibliothèque choisie et le cadre logiciel figé, on s’intéressera à la dépendance en pas de maillage local. Les temps de calculs seront comparés pour différents raffinements de maillage sur les cas 3D déjà étudiés durant la première étape. L’idée étant de montrer qu'un raffinement local de maillage apporte un gain en terme de temps de calcul pour une erreur donnée.
- On terminera l’étude par la mise en place d’une méthode de type multi-grille [1] dans une mini-application. Le multi-grille permettra d’apporter un niveau de parallélisme additionnel à celui présent dans le solveur linéaire. Cette étape nécessitera à la fois de s’approprier la méthode mathématique mais aussi de concevoir l’infrastructure informatique de la mini-application. La parallélisation s’appuiera par exemple sur MPI+ OpenMP. Des benchmarks permettront d’évaluer le gain apporté par cette approche.
Références :
[1] Laureline Barbié, Isabelle Ramière, Frédéric Lebon. An Automatic Multilevel Refinement Technique based on Nested Local Meshes for Nonlinear Mechanics. Computers and Structures, Elsevier, 2015, 147, pp.14-25.
[2] Laureline Barbié, Isabelle Ramière, Frédéric Lebon. Strategies around the local defect correction multi-level refinement method for three-dimensional linear elastic problems. Computers and Structures, Elsevier, 2015, 130, pp. 73–90
[3] Guillaume Latu, Julien Bigot, Nicolas Bouzat, Judit Giménez, Virginie Grandgirard: Benefits of SMT and of Parallel Transpose Algorithm for the Large-Scale GYSELA Application. PASC 2016 conference procee
Relations Collaboration :
Collaborations possibles avec équipe INRIA CARDAMOME
Moyens de calculs, informatiques mis en oeuvre (langages, logiciels) :
Moyens de calcul : HPC, Langage : C++, Bibliothèques : MPI, OpenMP


Bac+5 Informatique ou Mathématiques Appliquées avec de bonnes connaissances en HPC

Ville : 13108 Saint-Paul-lez-Durance

Langue / Niveau :

Anglais : Intermédiaire