EU Regional School 2019 Teil 1
Kurs 1 – Prof. Dr. Torsten Hoefler – MPI Remote Memory Access Programming and Scientific Benchmarking of Parallel Codes
Wir werden einen Überblick über fortgeschrittene MPI Programmiertechniken geben. Genauer werden wir uns auf die neue Remote Memory Access (RMA)-Programmierung des MPI-3 und deren Implementierung konzentrieren. Wir werden besprechen, wie man MPI-3 RMA in modernen Anwendungen benutzt. Des weiteren werden wir über Probleme der großflächigen Implementierung und Bereitstellung reden. Der Vortrag wird dann weitergehen mit einer kleinen Anzahl von anderen MPI Anwendungsszenarios die alle wissenschaftlichen Rechenforscherinnen und Rechenforscher kennen sollten. Zuletzt werden wir diskutieren, wie parallele Anwendungen wissenschaftlich rigoros bewertet werden können. Es stellt sich heraus, dass dies überraschend schwer ist und der Stand der Technik suboptimal ist. Wir werden zwölf einfache Regeln präsentieren, die als Richtlinien für gute wissenschaftliche Praxis hinsichtlich Messung und Berichterstattung von Leistungsergebnissen verwendet werden können.
Kurs 3 – Prof. Alessandro Reali, Ph.D. – Isogeometric Analysis: An Introduction and Some Recent Advances
Die Isogeometrische Analyse (IGA) ist ein neues Simulations-Framework, das ursprünglich von T.J.R. Hughes und Kollegen im Jahr 2005 vorgeschlagen wurde, um die Lücke zwischen Computational Mechanics und Computer Aided Design (CAD) zu schließen. Das der IGA grundliegende Paradigma besteht darin, die gleichen Basisfunktionen zu übernehmen, die für Geometriedarstellungen in CAD-Systemen, wie zum Beispiel Non-Uniform Rational B-Splines (NURBS), für die Approximation von Feldvariablen in isoparametrischer Weise verwendet werden. Das führt zu einer kostenreduzierenden Vereinfachung der üblicherweise teuren Netzgenerierungs- und -verfeinerungsprozesse die bei der „standard finite element analysis“ erforderlich sind. Desweiteren hat die IGA dank der hohen Regelmässigkeitseigenschaften seiner Basiseigenschaften eine bessere Genauigkeit pro Freiheitsgrad und eine verstärkte Robustheit im Hinblick auf „standard finite elements“ in einer Vielzahl von Anwendungen gezeigt, die von Feststoffen und Strukturen zu Flüssigkeiten reichen, was auch die Tür zu geometrisch flexiblen Diskretisierungen partieller Differentialgleichungen höherer Ordnung in primaler Form sowie zu hocheffizienten (starken) Kollokationsmethoden öffnet.
Der erste Teil dieses kurzen Kurses beschäftigt sich mit der Einleitung der grundlegenden Konzepte der IGA (inklusive einer Einführung zu B-Splines und NURBS). Das einzigartige Potenzial der IGA wird dann anhand überzeugender Anwendungen gezeigt, die hauptsächlich zu den Themengebieten der Strukturmechanik und Fluid-Struktur-Interaktion gehören, wo die überlegenen Ergebnisse, die durch die IGA hinsichtlich standard finite element gelifert werden können, deutlich hervorgehoben werden.
Die Vorlesung wird am Ende von einer kurzen Präsentation weiterer IGA-Arbeiten und Ideen abgeschlossen.