Resolución de las Ecuaciones de Navier-Stokes con Acople Térmico en Multi-GPGPU

Abstract

En este trabajo se presenta la resolución de las ecuaciones de Navier-Stokes con acople térmico mediante un enfoque multi-GPGPU con GPUs ubicados en diferentes nodos del clúster que interactúan mediante el protocolo MPI. La idea es usar descomposición de dominio de modo que cada GPU resuelve una parte del dominio computacional y MPI es usado para intercambiar datos de borde. El problema a resolver es el conocido buoyancy-driven flow que ha sido muy usado como caso de validación para nuevos métodos numéricos y códigos en dinámica de fluidos computacional con acople térmico. Se utiliza para la discretización espacial un esquema de grilla colocada en el contexto del método de volúmenes finitos sobre mallas estructuradas cartesianas de paso constante. El acople de presión y velocidad se realiza mediante el método Semi-Implicit Method for Pressure Linked Equations (SIMPLE). La ecuación de corrección de la presión es resuelta por el método de Gradientes Conjugados (CG)ya que la matriz es simétrica. Mientras que las ecuaciones de momento y la ecuación de conservación de la energía reducidas al considerar la hipótesis de Boussinesq son resueltas por Gradientes Biconjugado Estabilizado (Bi-CGSTAB), ya que la matrices no son simétricas debido a la discretización del término convectivo. Se presentan su performance computacional en multi-GPGPU.