Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Linear computational cost implicit solver for parabolic problems

Gurgul Grzegorz, Łoś Marcin, Paszynski Maciej, Calo Victor

Computer Science

2020

T. 21 (3)

335–352

In this paper, we use the alternating direction method for isogeometric finite elements to simulate transient problems. Namely, we focus on a parabolic problem and use B-spline basis functions in space and an implicit time-marching method to fully discretize the problem. We introduce intermediate time-steps and separate our differential operator into a summation of the blocks that act along a particular coordinate axis in the intermediate time-steps. We show that the resulting stiffness matrix can be represented as a multiplication of two (in 2D) or three (in 3D) multi-diagonal matrices, each one with B-spline basis functions along the particular axis of the spatial system of coordinates. As a result of these algebraic transformations, we get a system of linear equations that can be factorized in a linear O(N) computational cost at every time-step of the implicit method. We use our method to simulate the heat transfer problem. We demonstrate theoretically and verify numerically that our implicit method is unconditionally stable for heat transfer problems (i.e., parabolic). We conclude our presentation with a discussion on the limitations of the method.

Framework for fast simulations of material science phenomena with Cahn-Hilliard equations

Gurgul Grzegorz, Paszyński Maciej, Szeliga Danuta, Puzyrev Vladimir

Computer Methods in Materials Science

2019

Vol. 19, No. 1

12--20

This paper presents the framework for executing Cahn-Hilliard simulations through a web interface which is based on a popular continuous integration tool called Jenkins. This setup allows launching computations from any machine, in the client mode, and without the need to sustain a connection to the computational environment. It also isolates the researcher from the complexity of the underlying infrastructure and reduces the number of steps necessary to perform the simulations. Moreover, the results of the computations are automatically post-processed and stored upon job completion for future retrieval in the form of raw data, a sequence of bitmaps, as well as a video sequence illustrating changes in the material structure over time. The Cahn-Hilliard equations are parameterized with mobility and chemical potential function, allowing for several numerical applications. The discretization is performed with Isogeometric finite element method, and it is parameterized with the number of time steps, the time step size, the mesh size, and the order of the B-spline basis functions using for the approximation of the solution. The interface is linked with the alternating direction semi-implicit solver, resulting in a linear computational cost of the simulation.

W niniejszej pracy przedstawiamy framework służący do przeprowadzania symulacji opartych o wzory Cahna-Hilliarda poprzez wygodny interfejs webowy. Wykorzystujemy do tego popularne narzędzie służące do ciągłej integracji o nazwie Jenkins. Tego typu konfiguracja pozwala na uruchamianie obliczeń z dowolnej maszyny w trybie klienckim bez konieczności utrzymywania połączenia do środowiska obliczeniowego. Dzięki temu naukowiec wykonujący obliczenia jest odizolowany od skomplikowanej infrastruktury obliczeniowej, a uruchomienie symulacji wymaga mniejszej liczby czynności. Ponadto, wyniki symulacji są automatycznie przetwarzane i prezentowane w formie tabularycznej, sekwencji bitmap oraz filmu, który odzwierciedla zmiany zachodzące w strukturze badanego materiału w czasie. Równania Cahna-Hilliarda są parametryzowane poprzez funkcje mobilności i potencjału chemicznego, co pozwala na przeprowadzanie symulacji wybranych zjawisk dla wielu materiałów. Dyskretyzacja jest wykonywana z wykorzystaniem Izogeometrycznej Metody Elementów Skończonych i jest uzależniona od liczby i rozmiaru kroków czasowych, wielkości siatki oraz rzędu krzywych B-sklejanych, użytych do aproksymacji rozwiązania. Interfejs, o którym mowa, konfiguruje solwer zmienno-kierunkowy z dyskretyzacją czasową schematem wprost, co skutkuje liniowym kosztem obliczeniowym symulacji.