Optimización de un código clásico de turbulencia

Abstract

[ES] La turbulencia está presente en una gran cantidad de las aplicaciones cotidianas en las que intervienen fluidos y sigue siendo a día de hoy uno de los problemas físicos más importantes a resolver de forma total. La generación de conocimiento mediante experimentos es muy limitada por lo que las simulaciones por ordenador se han convertido en el camino a seguir. Las simulaciones que proporcionan un mayor nivel de detalle se denominan DNS (Direct Numerical Simulation) y fueron posibles gracias al aumento en la potencia computacional. Para profundizar en la comprensión de la turbulencia es necesario hacer simulaciones cada vez mayores, que requieren una gran potencia de cálculo únicamente proporcionable por superordenadores con un gran número de procesadores y haciendo uso de técnicas de computación paralela (OpenMP y MPI). Uno de los aspectos que más recursos consumen son las comunicaciones entre procesadores, cuyo coste temporal puede llegar a ser un 60% del total, por lo que optimizarlas reduciría la cantidad de tiempo que tarda en ejecutarse la simulación, disminuyendo a su vez el coste monetario de esta.

El objetivo de este trabajo es precisamente el de optimizar el código de simulaciones DNS de canales turbulentos LISO, escrito en FORTRAN, mediante su cambio a doble precisión y la propuesta de nuevos algoritmos más rápidos para la sección de comunicaciones.