Resolución de las Ecuaciones de Aguas Poco Profundas sobre Mallas No Estructuradas en GPU

Abstract

Las ecuaciones bidimensionales de Aguas Poco Profundas o ShallowWater Equations (SWE) describen el comportamiento de un fluido incompresible a superficie libre dentro de un dominio en el cual la profundidad es considerada reducida respecto de las dimensiones horizontales del problema. Muchos de los problemas de la hidrodinámica fluvial y costera, así como la simulación de rotura de presas, pueden abordarse mediante la resolución de estas ecuaciones. En este trabajo se describe la implementación un modelo para la resolución de las SWE mediante el Método de los Volúmenes Finitos paralelizado para Unidades de Procesamiento Gráfico (GPU) mediante CUDA. Se calculan los flujos mediante esquemas tipo Roe sobre mallas no estructuradas de triángulos, de manera que estos solo dependen de los valores en las celdas contiguas y se utiliza un esquemas temporal explícito. De esta manera se genera un esquema de cálculo eficiente y de buena escalabilidad. Se alcanzan valores de speed-up de 39 en doble precisión para mallas de cálculo del orden de las decenas de miles de elementos.