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unilogo Universität Stuttgart
Institut für Technische und Numerische Mechanik

Kontaktuntersuchung granularer Medien auf Hochleistungsrechnern

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Beschreibung

  Spatial domain decomposition

Die mechanisch korrekte Beschreibung und Simulation der Kontakte zwischen mechanischen Körpern gehört immer noch zu den größten Herausforderungen und rechenzeitaufwändigsten Problemen. Während eine kleine Anzahl von Partikeln bereits durch einfache Methoden mit ausreichender Genauigkeit und vertretbaren Rechenzeiten simuliert werden kann, ergeben sich immer noch interessante und komplizierte Probleme sobald elastische Verformungen, komplizierte Partikelgeometrien oder eine große Partikelzahl ins Spiel kommen.

Parallele Berechnung hat das Potential architekturbedingte Beschränkungen zu umgehen und erlaubt damit die Analyse wesentlich größerer granularer Systeme, d.h. eine feinere Auflösung physikalischer Probleme. Im Rahmen dieser Arbeit werden Simulationen auf parallelen Hochleistungsrechnern durchgeführt, Geräten die nach wie vor einer rasanten Entwicklung unterworfen sind. Vorhandene Algorithmen müssen erweitert und teilweise neu entwickelt werden um sie den neuen Architekturen moderner Parallelcomputer anzupassen. Bei einer parallelen Berechnung laufen verschiedene Programme gleichzeitig, deren Ergebnisse von einem Steuerprozess gesammelt werden. Geeignete Lastverteilungsstrategien sowie verschiedene Methoden zur gleichzeitigen, verteilten Kollisionserkennung und Kontaktkraftberechnung werden entwickelt, implementiert und untersucht.

Die sogenannte "Parallel Virtual Machine" (PVM) ist eine Bibliothek die Funktionen für die Kommunikation zwischen verschiedenen Prozessen in einer verteilten Simulationsumgebung zur Verfügung stellt. Zur Verteilung auf die verschiedenen Prozessoren muss eine Anwendung in geeignete Programmteile unterteilt werden.

  Message exchange between master, slaves and control-output codes

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