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Couplage de codes HYDROGEOLOGIE COUPLAGE DE CODES J. Erhel – INRIA / RENNES É. Canot - INRIA / RENNES A. Ribes – INRIA / Rennes Chaire UNESCO - Calcul.

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1 Couplage de codes HYDROGEOLOGIE COUPLAGE DE CODES J. Erhel – INRIA / RENNES É. Canot - INRIA / RENNES A. Ribes – INRIA / Rennes Chaire UNESCO - Calcul numérique intensif TUNIS - Mars 2004

2 Couplage de codes Plan Introduction Modèles de programmation sur une grille de calcul Application en hydrogéologie Conclusion

3 Couplage de codes Couplage de code Thermique Transport Chimie Ecoulement Mécanique

4 Couplage de codes Caractéristiques Echange de données Volumes importants et échanges assez fréquents Temps de calcul et espace mémoire Simulations 3D, calcul transitoire, systèmes linéaires creux

5 Couplage de codes Exemple : insertion deau salée écoulement pression et vitesse liées à la concentration de sel transport concentration de sel liée à la vitesse

6 Couplage de codes Grille de calcul Homogeneous cluster SAN Homogeneous cluster LAN WAN Supercomputer Visualisation

7 Couplage de codes Couches logicielles dune grille

8 Couplage de codes Support de lexécutif Réseaux hétérogènes Machines hétérogènes et structure dynamique Plusieurs modèles de programmation Parallélisme et distribution

9 Couplage de codes Applications en hydrogéologie Couplage de phénomènes physiques Un code = un phénomène physique Codes parallèles Intrusion deau salée Transport réactif Milieux fracturés Projet Hydrogrid, de lACI-GRID

10 Couplage de codes Programmation dune grille de calcul Introduction Couplage et distribution de composants logiciels Composants logiciels en hydrogéologie Conclusion

11 Couplage de codes Les composants logiciels Unité logique indépendante Unité de déploiement Interfaces spécifiées facette puits dévènement FOURNI REQUIS attributs réceptacle

12 Couplage de codes Assemblage de composants component C1 : uses I1 component C2 : provides I1 C1 C2 I1 connect_I1(C1,C2) C1 C2

13 Couplage de codes Composants et grilles de calcul Code modulaire Distribution des composants Modèle de composant CORBA Modèle de composant parallèle GridCCM Homogeneous cluster Un composant par grappe Mécanique Ecoulement Transport Chimie Thermique Homogeneous cluster

14 Couplage de codes Composants parallèles Redistribution des données Flux de communications parallèles

15 Couplage de codes Hydrogéologie et grilles de calcul Introduction Couplage et distribution de composants logiciels Composants logiciels en hydrogéologie Conclusion

16 Couplage de codes Composants et hydrogéologie un code = un composant logiciel Couplage numérique = distribution des composants Composants parallèles

17 Couplage de codes Intrusion deau salée Écoulement : vitesse et pression fonction de la densité Densité fonction de la concentration en sel Transport du sel par convection (vitesse) et diffusion-dispersion (vitesse)

18 Couplage de codes EcoulementTransport temps t = 0 t = Δt contrôleur (schéma itératif à chaque pas de temps ) Intrusion deau salée

19 Couplage de codes Intrusion deau salée composant Ecoulement composant Transport composant Contrôleur vitesse (scalaires) concentration

20 Couplage de codes Transport réactif en milieu poreux u Convection u Dispersion Echange liquide-gaz Réactions en solution Dissolution Précipitation Sorption Relargage Biologie

21 Couplage de codes ChimieTransp. 1 temps t = 0 t = Δt contrôleur Transp (schéma itératif à chaque pas de temps) N espèces Transport réactif

22 Couplage de codes Transport réactif composant Chimie composant Transport concentration(i) composant Transport composant Transport composant Transport composant Transport (i) i : espèce composant Contrôleur

23 Couplage de codes Réseau de fractures Très grand nombre de fractures Méthode de sous-domaines

24 Couplage de codes Réseau de fractures composant Ecoulement fracture(i) vitesse pression i : fracture composant Ecoulement fracture(i) composant Ecoulement fracture(i) composant Ecoulement fracture(i) composant Ecoulement fracture(i) composant Ecoulement fracture(i) composant Ecoulement fracture (i) composant réseau de liens composant Contrôleur

25 Couplage de codes Couplage de composants composant Chimie composant Ecoulement composant Transport réactif Réseau de fractures Eau salée

26 Couplage de codes Composant écoulement Calcul de la densité Calcul de la matrice et du second membre Résolution du système linéaire Calcul de la vitesse Composant parallèle

27 Couplage de codes Composant écoulement Calcul des matrices : METIS Minimiser les interfaces et équilibrer les tâches proc #0 proc #1 proc #2

28 Couplage de codes Composant écoulement Résolution des systèmes linéaires

29 Couplage de codes Composant écoulement Ordre du système = O(n) Améliorer les performances ? 3D ?

30 Couplage de codes Composant transport Convection : calcul explicite et limiteur Dispersion : calcul de la matrice et du second membre Résolution du système linéaire Composant parallèle

31 Couplage de codes Composant chimie Équilibre chimique en chaque point du maillage Parallélisme trivial Équilibrage de charge ?

32 Couplage de codes Distribution des données Eau salée : écoulement-transport Partitions identiques ou différentes

33 Couplage de codes Distribution des données transport-chimie Un composant transport par espèce avec partition du maillage Un composant chimie avec plusieurs espèces par points transport chimie

34 Couplage de codes Distribution des données réseau de fractures Un composant écoulement par fracture avec partition de maillage Structure locale à la fracture / structure globale du réseau

35 Couplage de codes Conclusion et perspectives Composants logiciels adaptés au couplage multi-physique Distribution de composants indépendants Parallélisation des composants par METIS et MUMPS Améliorer les performances Développer les composants avec Corba et GridCCM Simulations 3D


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