Thesis ADAPTACIÓN TEÓRICA Y COMPUTACIONAL DE MÉTODO DE LATTICE BOLTZMANN PARA ECUACIONES DE SHALLOW WATER EN GPU
Date
2016
Authors
SALINAS EVANGELISTA, ÁLVARO SIMÓN
Journal Title
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Volume Title
Publisher
Universidad Técnica Federico Santa María
Abstract
In the present work, an adaptation of the Lattice Boltzmann method is performed for the resolution of the shallow water equations. A hybrid variant of the method is proposed, in which two equilibrium distribution functions are used in di¿erent areas of the domain in order to obtain a well-balanced method that supports open boundary conditions. These properties are validated by the simulation of a lake at rest and a central water lifting which generated waves cross the boundaries of the simulation respectively. Additionally, mass conservation is proved by experimentation with Bounce-Back boundary conditions. Finally, a code parallelized in GPU is implemented, studying the increase in the computational e¿ciency obtained by decreasing the execution times of the algorithm.
En el presente trabajo, se realiza una adaptaci´on del m´etodo de Lattice Boltzmann para la resoluci´on de las ecuaciones de shallow water. Se propone una variante h´ibrida del m´etodo, en la cual se utilizan dos funciones de distribuci´on de equilibrio en distintas zonas del dominio con el objetivo de obtener un m´etodo “well-balanced” que soporte condiciones de borde abiertas. Se validan dichas propiedades mediante la simulaci´on de un lago en reposo y un levantamiento central de agua cuyas ondas generadas atraviesan las fronteras de la simulaci´on respectivamente. Adicionalmente, se comprueba la conservaci´on de masa mediante la experimentaci´on con condiciones de borde de tipo Bounce-Back. Finalmente, se implementa un c´odigo paralelizado en GPU, estudiando el aumento en la e¿ciencia computacional obtenido al disminuir los tiempos de ejecuci´on del algoritmo
En el presente trabajo, se realiza una adaptaci´on del m´etodo de Lattice Boltzmann para la resoluci´on de las ecuaciones de shallow water. Se propone una variante h´ibrida del m´etodo, en la cual se utilizan dos funciones de distribuci´on de equilibrio en distintas zonas del dominio con el objetivo de obtener un m´etodo “well-balanced” que soporte condiciones de borde abiertas. Se validan dichas propiedades mediante la simulaci´on de un lago en reposo y un levantamiento central de agua cuyas ondas generadas atraviesan las fronteras de la simulaci´on respectivamente. Adicionalmente, se comprueba la conservaci´on de masa mediante la experimentaci´on con condiciones de borde de tipo Bounce-Back. Finalmente, se implementa un c´odigo paralelizado en GPU, estudiando el aumento en la e¿ciencia computacional obtenido al disminuir los tiempos de ejecuci´on del algoritmo
Description
Catalogado desde la version PDF de la tesis.
Keywords
CONDICIONES DE BORDE ABIERTAS , ECUACIONES DE SHALLOW WATER , GPU , METODO DE LATTICE BOLTZMANN , SIMULACION NUMERICA DE TSUNAMIS