Optimisation de code Galerkin discontinu sur ordinateur hybride : application à la simulation numérique en électromagnétisme / Bruno Weber ; sous la direction de Philippe Helluy

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Méthode de Galerkin Discontinue

Théorie électromagnétique

Systèmes ouverts (informatique) -- Programmation

Corps humain -- Modèles mathématiques

Internet des objets

Classification Dewey : 005.4

Classification Dewey : 621.38

Helluy, Philippe (1968-....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Prud'homme, Christophe (19..-....) (Président du jury de soutenance / praeses)

Ferrieres, Xavier (1962-....) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Barucq, Hélène (19..-.... ; chercheuse en mathématiques) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Université de Strasbourg (2009-....) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Institut de recherche mathématique avancée (Strasbourg) (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

Résumé / Abstract : Nous présentons dans cette thèse les évolutions apportées au solveur Galerkin Discontinu Teta-CLAC, issu de la collaboration IRMA-AxesSim, au cours du projet HOROCH (2015-2018). Ce solveur permet de résoudre les équations de Maxwell en 3D, en parallèle sur un grand nombre d'accélérateurs OpenCL. L'objectif du projet HOROCH était d'effectuer des simulations de grande envergure sur un modèle numérique complet de corps humain. Ce modèle comporte 24 millions de mailles hexaédriques pour des calculs dans la bande de fréquences des objets connectés allant de 1 à 3 GHz (Bluetooth). Les applications sont nombreuses : téléphonie et accessoires, sport (maillots connectés), médecine (sondes : gélules, patchs), etc. Les évolutions ainsi apportées comprennent, entre autres : l'optimisation des kernels OpenCL à destination des CPU dans le but d'utiliser au mieux les architectures hybrides ; l'expérimentation du runtime StarPU ; le design d'un schéma d'intégration à pas de temps local ; et bon nombre d'optimisations permettant au solveur de traiter des simulations de plusieurs millions de mailles.

Résumé / Abstract : In this thesis, we present the evolutions made to the Discontinuous Galerkin solver Teta-CLAC – resulting from the IRMA-AxesSim collaboration – during the HOROCH project (2015-2018). This solver allows to solve the Maxwell equations in 3D and in parallel on a large amount of OpenCL accelerators. The goal of the HOROCH project was to perform large-scale simulations on a complete digital human body model. This model is composed of 24 million hexahedral cells in order to perform calculations in the frequency band of connected objects going from 1 to 3 GHz (Bluetooth). The applications are numerous: telephony and accessories, sport (connected shirts), medicine (probes: capsules, patches), etc. The changes thus made include, among others: optimization of OpenCL kernels for CPUs in order to make the best use of hybrid architectures; StarPU runtime experimentation; the design of an integration scheme using local time steps; and many optimizations allowing the solver to process simulations of several millions of cells.