Superpočítání pro průmysl www.it4i.cz

PERMON

Úlohy mechaniky jsou obvykle popsány pomocí parcialních diferenciálních rovnic. K řešení pomocí počítačů je nutno provést diskretizaci, například pomocí oblíbené Metody konečných prvků (MKP). Tento proces typicky vede na rozsáhlou řídkou soustavu lineárních rovnic, nicméně v případě úloh s omezením (jako například kontaktní úlohy mechaniky) vzniká úloha kvadratického programování (QP). Tato úloha také vzniká v jiných oblastech, například regrese metodou nejmenších čtverců, fitování dat, data mining, support vector machines, řídicích systémů a mnoho jiných úloh.

Problémy s velkým počtem neznámých, neřešitelné na běžných osobních počítačích, lze řešit pouze paralelně na superpočítačích. Zde uplatňujeme metody dělení oblasti (DDM). Tyto metody jsou založeny na rozdělení původního problému na menší podoblasti, které jsou nezávislé, a docílit tak přirozené paralelizace.

Metody FETI (Finite Element Tearing and Interconnecting – metody roztržení a spojování konečných prvků) tvoří úspěšnou třídu DDM. Patří mezi metody bez překryvů a kombinuje iterační a přímé řešiče. FETI metody umožňují výpočty s velkou přesností škálující až do desítek tisíců procesorů.

Díky omezením komerčních balíků je nutno řešené úlohy často přizpůsobit řešení. Je to nákladný postup a výsledky odrážejí méně přesně dané fyzikální jevy. Navíc trvá dlouho, než jsou nejnovější numerické metody potřebné pro HPC implementovány do těchto balíků.

Rozhodli jsme se proto vytvořit sadu nástrojů PERMON (Paralelní, Efektivní, Robustní, Modulární, Objektově-orientovaná, Numerická). Využívá nejnovější teoretické poznatky v problematice diskretizačních technik, algoritmů kvadratického programování a metod rozložení oblasti. Zahrnuje naše vlastní kódy a využívá renomovaných knihoven s otevřeným kódem. Zaměřujeme se na inženýrské aplikace (lineární pružnost, kontaktní problémy, elasto-plasticita, tvarová optimalizace a jiné) jakožto i altruistické (zpracování medicínských obrazových dat, modelování tání ledovců, modelování klimatických změn a jiné).

Partneři