Parallele Numerische Simulation instationärer Probleme mit adaptiven Methoden auf unstrukturierten Gittern

Abstract

Ziel dieser Arbeit ist die Numerische Simulation von partiellen Differentialgleichungen mit den aktuellen Methoden: Mehrgitterverfahren, lokale Gitteradaption und Parallelität. Besonders Aspekte des Softwareengineerings und der Implementierung werden im Detail betrachtet. Diese Methoden werden durch paralleles I/0 und parallele Graphik zu einer skalierbaren Toolkette erweitert. Anhand von drei Gleichungstypen: Dichtegetriebene Grundwasserströmung, Zweiphasen-Strömung und Elastoplastizität wird die Leistungsfähigkeit der realisierten Simulationsplattform untersucht. Beispielsweise konnte bei einer Simulation auf 512 Prozessoren eine Beschleungiung von mehr als 300 erzielt werden. The goal of this thesis is the numerical simulation of partial differential equations with the up-to-date methods: multigrid methods, local grid adaption and parallelism. In detail software engineering and implementation aspects are discussed. These methods are extended by parallel I/O and parallel graphics to a scalable tool chain. For three equations types: density-driven flow, twophase flow and elastoplasticity the usability of the realized simulations platform is analyzed. For example a simulation on 512 processors could be performed with a speedup of more than 300.