| waLBerla Das Lösen aktueller Simulationsprobleme wird immer
komplexer. Sowohl die Anzahl der zu berücksichtigenden
physikalischen Effekte als auch die Komplexität des
dazugehörigen Software-Entwicklungs-Prozesses werden
zunehmend größer. Um diesen wachsenden Anforderungen gerecht
zu werden, hat der Lehrstuhl für Systemsimulation (LSS) das
massiv parallele und flexible Simulations-Programmpaket
waLBerla (widely applicable Lattice Boltzmann solver from
Erlangen) entwickelt. Ursprünglich war das Programmpaket um
die Lattice-Boltzmann-Methode zur Simulation von
Strömungsszenarien zentriert. Mittlerweile ist sein Einsatz
nicht nur auf diesen Algorithmus beschränkt, sondern auch
für verschiedene, auf strukturierten Gittern basierende
Anwendungen geeignet, z. B. wurde auch ein effizienter
Mehrgitterlöser für partielle Differentialgleichungen
integriert. Neben den grundlegenden Anforderungen der
einfachen Anpassbarkeit und Erweiterbarkeit für neue
strömungsmechanische Probleme, zielt das waLBerla-Projekt
auch auf physikalische Korrektheit und
Hochleistungsberechnungen ab. Ein besonderes Merkmal ist die
Simulation von großen Ensembles vollständig geometrisch
aufgelöster, beliebig geformter Partikel in Strömungen.
Selbst auf 294912 Kernen ist es möglich, eine parallele
Effizienz von mehr als 95% zu erreichen. waLBerla ist sowohl
ein zahlreiche Funktionen umfassendes Programm als auch eine
Bibliothek für die einfache Entwicklung neuer
Simulationsaufgaben. Aus diesem Grund erfüllt es die
Anforderungen von Forschern, Code-Optimierern und
Softwareentwicklern und kann in industriellen Kooperationen
eingesetzt werden. | Projektleitung:
Prof. Dr. Ulrich Rüde, Prof. Dr.-Ing. Harald Köstler, Akad. Dir.
Beteiligte:
Dr.-Ing. Regina Degenhardt, Dipl.-Math., Martin Bauer, M.Sc.(hons), Dr.-Ing. Dominik Bartuschat, M.Sc.(hons); Dipl.-Ing. (FH), Dr.-Ing. Kristina Pickl, M. Sc., Dr.-Ing. Florian Schornbaum, Dr.-Ing. Simon Bogner, Dipl.-Inf., Dipl.-Math., Dipl.-Inform. Christian Godenschwager
Beginn: 1.1.2007
| | Publikationen |
|---|
Donath, Stefan ; Mecke, Klaus ; Rabha, S. ; Buwa, Vivek ; Rüde, Ulrich: Verification of Surface Tension in the Parallel Free Surface Lattice Boltzmann Method in waLBerla. In: Computers and Fluids 45 (2011), Nr. 1, S. 177-186
[doi>10.1016/j.compfluid.2010.12.027] | | Thürey, Nils: Physically based Animation of Free Surface Flows with the Lattice Boltzmann Method. Erlangen, FAU, Diss., 2007. - 145 Seiten. | Feichtinger, Christian ; Donath, Stefan ; Köstler, Harald ; Götz, Jan ; Rüde, Ulrich: waLBerla: HPC software design for computational engineering simulations. In: Journal of Computational Science 2 (2011), Nr. 2, S. 105-112
[doi>10.1016/j.jocs.2011.01.004] | | Donath, Stefan: Wetting Models for a Parallel High-Performance Free Surface Lattice Boltzmann Method. Erlangen, FAU, Diss., 2011 | Pickl, Kristina ; Götz, Jan ; Iglberger, Klaus ; Pande, Jayant ; Mecke, Klaus ; Smith, Ana-Suncana ; Rüde, Ulrich: All good things come in threes - Three beads learn to swim with lattice Boltzmann and a rigid body solver. In: Journal of Computational Science 3 (2012), Nr. 5, S. 374-387
[doi>10.1016/j.jocs.2012.04.009] | | Götz, Jan: Massively Parallel Direct Numerical Simulation of Particulate Flows. Erlangen, FAU, Diss., 2012. - 168 Seiten. | Godenschwager, Christian ; Schornbaum, Florian ; Bauer, Martin ; Köstler, Harald ; Rüde, Ulrich: A Framework for Hybrid Parallel Flow Simulations with a Trillion Cells in Complex Geometries. In: ACM (Veranst.) : Proceedings of SC13: International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis (SC13: International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis Denver 17.-22.11.2013). 2013, S. 35-1 -- 35-12.
[doi>10.1145/2503210.2503273] | Degenhardt, Regina ; Markl, Matthias ; Ljungblad, Ulric ; Körner, Carolin ; Rüde, Ulrich: Simulating fast electron beam melting with a parallel thermal free surface lattice Boltzmann method. In: Computers & Mathematics with Applications 67 (2014), Nr. 2, S. 318-330
[doi>10.1016/j.camwa.2013.10.001] | | Bartuschat, Dominik ; Rüde, Ulrich: Parallel Multiphysics Simulations of Charged Particles in Microfluidic Flows. In: Journal of Computational Science 8 (2015), S. 1-19 | Feichtinger, Christian ; Habich, Johannes ; Köstler, Harald ; Rüde, Ulrich ; Aoki, Takayuki: Performance Modeling and Analysis of Heterogeneous Lattice Boltzmann Simulations on CPU-GPU Clusters. In: Parallel Computing (2014)
[doi>10.1016/j.parco.2014.12.003] | | Anderl, Daniela ; Bogner, Simon ; Rauh, Cornelia ; Rüde, Ulrich ; Delgado, Antonio: Free Surface Lattice Boltzmann with Enhanced Bubble Model. In: Computers & Mathematics with Applications 67 (2013), Nr. 2, S. 331-339 | | Bartuschat, Dominik ; Fischermeier, Ellen ; Gustavsson, Katarina ; Rüde, Ulrich: Two computational models for simulating the tumbling motion of elongated particles in fluids. In: Computers & Fluids 127 (2016), S. 17-35 | Bauer, Martin ; Schornbaum, Florian ; Godenschwager, Christian ; Markl, Matthias ; Anderl, Daniela ; Köstler, Harald ; Rüde, Ulrich: A Python extension for the massively parallel multiphysics simulation framework waLBerla. In: International Journal of Parallel, Emergent and Distributed Systems (2015)
[doi>10.1080/17445760.2015.1118478] | | Schornbaum, Florian ; Rüde, Ulrich: Massively Parallel Algorithms for the Lattice Boltzmann Method on Non-uniform Grids. Erlangen : FAU. 2015 (arXiv 1508.07982). - Forschungsbericht. 29 Seiten | Bauer, Martin ; Hötzer, Johannes ; Jainta, Marcus ; Steinmetz, Philipp ; Berghoff, Marco ; Schornbaum, Florian ; Godenschwager, Christian ; Köstler, Harald ; Nestler, Britta ; Rüde, Ulrich: Massively Parallel Phase-field Simulations for Ternary Eutectic Directional Solidification. In: ACM (Hrsg.) : Proceedings of the International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis (International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis Austin 15.-20.11.2015). New York : ACM, 2015, S. 8:1-8:12.
[doi>10.1145/2807591.2807662] |
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