27 aout 2014 : First International Workshop on HPC-CFD in Energy/Transport Domains

L'ONERA (Alain Refloc’h, Thiên-Hiêp Lê) et le CEA (Christophe Calvin) ont organisé le "First International Workshop on HPC-CFD in Energy/Transport Domains", dans le cadre d'une grande manifestation IEEE qui regroupait la 16 ème conférence ‘High Performance Computing and Communications HPCC 2014’, la 11ème conférence ‘Embedded Software and Systems ICESS 2014’ et la 6 ème conférence ‘Cyberspace Safety and Security’. Dans le cadre de cette manifestation qui a eu lieu à l'Ecole de Mines de Paris les 20-22 août 2014, 6 papiers ont été présentés dans le cadre de ce workshop:

• Parallel 3D Sweep Kernel with PaRSEC
  Salli Moustafa et al. (EDF, INRIA)

  L'équation de Boltzmann modélise le transport de neutrons dans les cœurs des centrales nucléaires. Un grand nombre de solveurs utilisés pour la résolution de cette équation impliquent un algorithme de balayage spatial (Sweep), qui concentre la plus part des opérations de calculs. Cet article présente la parallélisation de cet algorithme de balayage fondée sur le framework PaRSEC. Cette approche permet d'exploiter simultanément les trois niveaux de parallélisme disponibles sur les clusters actuels: vectorisation, multi-threading et passage de message. Cette implémentation parallèle, réalisée dans le cadre d'une collaboration entre EDF R&D et l'INRIA Bordeaux, atteint une performance 6.2 Tflop/s qui correspondent à 34.4% de la crête du supercalculateur utilisé.

• Numerical Verification of Large Scale CFD Simulations: One Way to prepare the Exascale Challenge
  Christophe Denis (EDF)

  L'objectif de ce papier est de présenter l'activité de vérification numérique menée à EDF R&D sur le système logiciel TELEMAC. L'estimation de la précision numérique s'appuie sur la bibliothèque CADNA. Il s’agit par exemple d'estimer le nombre de chiffres significatifs non entachés d'erreurs d'arrondi et de prendre en compte l'approximation de l'arithmétique flottante dans un processus de qualité logicielle d'un code. La vérification numérique des codes est un vrai challenge dont l'importance ne peut que croître avec l’arrivée prochaine des machines exaflopiques pour limiter notamment la mémoire et la consommation électrique requises par une simulation numérique à grande échelle.

• High performance Large Eddy Simulation of turbulent flows around PWR mixing grids
  Christophe Calvin et al. (CEA)

  Ce papier présente des résultats en LES obtenus avec le code 3D parallèle de CFD du CEA/DEN, Trio_U, sur des écoulements turbulents dans des assemblages combustibles de réacteurs à eau pressurisée (PWR). Les études réalisées sur 5k et 10k cœurs de calcul mettent en évidence, pour le 1er calcul, l’intérêt de l’approche LES vis-à-vis du RANS, notamment en amont et en aval de grilles de mélanges. Les résultats de calcul ont pu être validés grâce l’expérience AGATE. Le 2ème calcul a pour objectif de déterminer les forces transverse s’exerçant entre deux assemblages combustibles en vue de réaliser des études vibratoires par interaction fluide-structure (IFS).

• Computational aspects of high order DGM as an enabling technology for LES of practical wall-bounded flows
  Koen Hillewaert et al. (CENAERO)

  Ce papier présente la méthode Galerkin discontinue comme technologie de haute valeur pour une utilisation industrielle des simulations à grandes échelles (LES) dans les turbomachines. En contraste des méthodes CFD classiques, la méthode garantit une haute précision, qui est indispensable pour la fiabilité des simulations LES, sur maillage non-structuré, nécessaire pour discrétiser les géométries complexes industrielles. De plus, la méthode est très bien adaptée au calcul haute performance par sa compacité algorithmique, permettant d'exploiter efficacement des supercalculateurs à l'échelle pétaflopique.

• Task-Based Parallelization of Unstructured Mesh Assembly using D&C Strategy
  Eric Petit et al. (UVSQ, Dassault-Aviation)

  Les récents développements dans les architectures de calcul HPC conduisent à l'augmentation du nombre de coeur de calcul et parallèlement à la diminution de la bande passante et de la mémoire disponible par coeur. Dans ce contexte, le degré de parallélisme et la localité des données sont plus que jamais critique pour la performance. Afin de répondre à ce défi, en particulier dans le cadre de calculs sur maillages non structurés, ce papier décrit l’approche ‘diviser pour régner’ comme méthode de parallélisation. Elle est basée sur un runtimes par tâches: CILK+. Un démonstrateur sur l’assemblage d’une matrice de maillage non structuré d’une application de CFD de Dassault Aviation est présenté. Une étude est actuellement en cours sur les performances du xeon phi.

• Some HPC challenges for multi-physics extended CFD computations
  François Vuillot et al. (ONERA)

Les moyens de calcul de plus en plus puissant permettent aujourd’hui d’envisager des simulations multi-physiques mais demandent aussi une adaptation des codes. Ce papier présente rapidement le code CEDRE de l’ONERA. Ce code mutli-physiques au travers d’un ensemble de solveurs internes est destiné aux domaines de l'énergétique et de la propulsion aérospatiale. Un focus est fait en particulier sur les travaux menées sur les entrées/sorties et sur la bibliothèque de couplage CWIPI. Des exemples récents sont présentés pour illustrer des simulations récentes à grande échelle dans le domaine multi-physiques.

Ces présentations ont porté sur de grands codes développés au CEA/ONERA/EDF/CENAERO/DASSAULT à savoir Trio_U, CEDRE, Domino, TELEMAC, Argo, DEFMESH.