PARALLELIZATION OF THE MULTISCALE FINITE DIFERENCE METHOD FOR FLOWS IN POROUS MEDIA / PARALELIZAÇÃO DO MÉTODO MULTIESCALA DE DIFERENÇAS FINITAS PARA ESCOAMENTOS EM MEIO POROSO

Autores

  • Alexandre Santos Francisco Universidade Federal Fluminense
  • Leonardo Menezes Sacramento Universidade Federal Fluminense

Palavras-chave:

Multiscale Method, Basis Function, Porous Media, OpenMP / Método Multiescala, Função Base, Meios Porosos

Resumo

Seeking new numerical schemes that can achieve accurate solutions in shorter execution times, it was developed a solver based on coarse grid domain decomposition and fine grid basis functions. This solver allows to incorporate the fine grid information into a coarse grid problem. The fine grid basis functions are provided by discretizing the subdomains by a finite difference scheme and solving the resulting system of linear equations by the preconditioned conjugate gradient method. The present work performs the parallelization of the solver through the OpenMP interface to obtain solutions in shorter execution times. Performance metrics are calculated according to the number of threads, considering both the grid refinement and the heterogeneity of the medium. Comparisons of error for pressure and velocity fields between the solver and the traditional finite difference scheme are performed. The parallelized solver has demonstrated to be beneficial for more refined grids and highly heterogeneous media. / Em busca de novos métodos numéricos que obtenham soluções acuradas em menor tempo de execução, desenvolveu-se um simulador com base na decomposição de domínio em malha grossa e geração de funções base em malha fina. Este simulador permite incorporar as informações de malhas finas, na resolução de problemas em malhas grossas. As funções base em malha fina são geradas usando discretização por diferenças finitas nos subdomínios, onde os sistemas de equações lineares são resolvidos pelo método do gradiente conjugado pré-condicionado. No presente trabalho, implementa-se uma paralelização do simulador usando a interface OpenMP, e obtém-se soluções em menor tempo de execução. Métricas de desempenho são determinadas com relação ao número de thread, considerando tanto o refinamento da malha computacional, quanto à heterogeneidade do meio. Comparação de campos de pressão e velocidade do simulador paralelo com o esquema tradicional de diferenças finitas é feita. O simulador paralelo mostra-se vantajoso em termos em malhas computacionais muito refinadas e em meios altamente heterogêneos.

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Biografia do Autor

Alexandre Santos Francisco, Universidade Federal Fluminense

Possui graduação em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (1990),mestrado em Engenharia Nuclear pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (1993) e doutorado emEngenharia Nuclear pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (2000). Atualmente é professor adjunto da Universidade Federal Fluminense. Tem experiência na área de Engenharia Nuclear, com ênfase em Segurança, Localização e Licenciamento de Reatores, atuando principalmente nos seguintes temas: meios porosos, modelagem computacional, matemática aplicada, métodos numéricos e dinamica dos fluidos computacional.


Leonardo Menezes Sacramento, Universidade Federal Fluminense

Engenheiro Mecânico pela Universidade Federal Fluminense e Mestre em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal Fluminense.

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Publicado

30-11-2019

Edição

v. 13 n. 1 (2019)

Seção

Artigos

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