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Tamtam Proceedings - lamsin

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Performance parallèle d’un code E.F.Navier-Stokes 2D en vitesse pression pour lasimulation d’écoulements diphasiques 1F. Mezali a b — F. El Dabaghi a — M. Abdelwahed c — B.Nakhle a da INRIA Rocquencourt, B.P. 105, 78153 Le Chesnay Cedex, France.b Ecole Nationale Polytechnique, 10 Avenue Hassen Badi El Harrach, Alger, Algérie.c LAMSIN ENIT, BP 37, 1002 Tunis, Tunisie.d ESIB, Ecole Supérieure d’Ingénieurs de Beyrouth, B.P. 11-0514, Riad El Solh, Liban.1 Ce travail a bénéficié du support du projet euro-méditerranéen WADI, des programmes d’actionsIntégrées CMIFM MA/01/03., CMEP 01 MDU 529 et PLATON 05572UB.RÉSUMÉ. On s’intéresse dans ce travail à la parallélisation d’un solveur numérique simulant un écoulementdiphasique eau-air gouverné par les équations de Navier-Stokes 2D en formulation vitessepressionet modélisant l’aération mécanique dans un lac eutrophe. La résolution, combinant la méthodedes caractéristiques et une méthode d’éléments finis C 0 P 1 +Bulle/P 1 , est basée sur un algorithmeGradient Conjugué Uzawa nécessitant la résolution de systèmes matriciels effectuée par unpar gradient conjugué préconditionné consommant 98% du temps CPU du code séquentiel. Aprèsune phase d’analyse algorithmique parallèle identifiant l’interdépendance des différentes tâches etdonnées, une implémentation du code sous MPI a été mise en place qui est d’une part validée pourla cohérence des résultats et d’autre part testée pour l’aspect performance parallèle. Sur ce dernierpoint les résultats, tant sur le plan temps CPU que Elapsed, confirment l’efficacité de l’algorithmeimplémenté.ABSTRACT. In this work, we focus our interest on the parallelisation of a numerical solver simulatinga two phase air-water flow governed by a velocity-pressure formulation of 2D Navier-stokes equationsmodelling the mechanical aeration of an eutrophized lake. The method of solution, combiningthe characteristic method and a C 0 P 1 +Bubble/P 1 finite element, is based on an Uzawa ConjugateGradient algorithm requiring the resolution of linear systems performed by a preconditioned conjugategradient consuming 98% of the total CPU sequential code time. After a parallel algorithmic analysisidentifying the interdependencies between the different tasks and data involved, an implementationunder MPI has been done which on the one hand is validated for the results coherence and on anotherhand tested for the parallel performance needs. For this last point, the results, as well for CPUtime as for Elapsed, confirm the efficiency of the implemented algorithm.MOTS-CLÉS : Navier-Stokes, formulation vitesse-pression, élément finis, calcul parallèle.KEYWORDS : Navier-Stokes, velocity-pressure, finite element, parallel computing279 TAMTAM –Tunis– 2005

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