Governo Federal

Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ
MÉTODOS NUMÉRICOS EM ENGENHARIA (40001016030P0)
Técnicas de Otimização Computacional Aplicadas a um Programa de Simulação de Ondas Marítimas
JEAN MICHAEL BORGES DE OLIVEIRA
DISSERTAÇÃO
09/05/2013

Técnicas de otimização computacional e programação paralela têm como principal objetivo a melhora da performance de programas (aplicações) computacionalmente intensivos. O programa FUNWAVE e amplamente utilizado no mundo da engenharia costeira para a simulação numerica de problemas relacionados a propagação de ondas aquáticas em regiões costeiras, através da implementação de modelos do tipo Boussinesq. Entretanto, a simulação precisa de fenômenos reais de larga escala pode se tornar computacionalmente muito cara, exigindo uma grande quantidade de recursos computacionais e de tempo de processamento. No presente trabalho, técnicas de otimização e paralelização são aplicadas a este programa, objetivando a melhora da sua performance na execução de modelos de larga escala. Uma melhora no desempenho serial do programa e obtida através da utilização de técnicas manuais de otimização bastante conhecidas e difundidas na computação de alto desempenho. A paralelização é aplicada através da utilização da biblioteca padrão OpenMP, responsável pela paralelização de aplicações em sistemas de memória compartilhada. Os resultados das otimizações são comparados através da execução de exemplos clássicos de simulação de ondas pelo programa, utilizando o cluster SGI R ⃝ ALTIX R ⃝ XE 1300, propriedade da Universidade Federal do Paraná. Através das otimizações efetuadas pelo presente trabalho, o tempo de execução do programa é reduzido para menos de um quinto do tempo de execução inicial.

Otimização Computacional. Técnicas de programação paralela. Simulação de Ondas Marítimas
Computational optimization and parallel programming techniques have as their main objective the improvement of the performance of computationally intensive programs (applications). The program FUNWAVE is widely used in the coastal engineering world to simulate a series of water waves propagation relationed problems in coastal regions by implementing Boussinesq-type models. Moreover, accurate simulation of large-scale real phenomena can become computationally very expensive, demanding a great amount of computational resources and processing time. In the present work, optimization and parallelization techniques are applied to that program in order to improve its performance on the simulation of complex phenomena. An improvement in the program's serial performance is achieved through the use of man- ual optimization techniques well known and widespread in high performance computing. The parallelization is applied through the use of the standard library OpenMP, which is responsible for the parallelization of applications in shared memory systems. The results of the optimizations are compared through the execution of classical wave simulation examples by the program, using the cluster SGI R ⃝ ALTIX R ⃝ XE 1300, prop- erty of Universidade Federal do Parana. The program's execution time is reduced to approximately one fth of the initial execution time through the optimizations performed by the present work.
Computational optimization. parallel programming techniques .
01
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ

Contexto

MECÂNICA COMPUTACIONAL
DINÂMICA DOS FLUIDOS COMPUTACIONAL
-

Banca Examinadora

MAURICIO FELGA GOBBI
Sim
Nome Categoria
NELSON LUIS DA COSTA DIAS Docente
TOBIAS BERNWARD BLENINGER Participante Externo
SAULO POMPONET OLIVEIRA Participante Externo

Vínculo

Colaborador
Outros
Ensino e Pesquisa
Não