Séminaire

Axel Modave: "Simulations d'ondes en milieux ouverts avec schémas DGTD et clusters de GPU"

Résumé: La simulation numérique de la propagation d’ondes en temps dans des domaines très grands, voire infinis, reste un défi pour nombre de problèmes d'ingénierie. Les méthodes numériques et stratégies computationnelles doivent permettre une résolution à la fois précise du problème physique et rapide sur des architectures de calcul modernes. Les stratégies basées sur des méthodes DGTD (discontinuous Galerkin time domain) rencontrent ces deux besoins: des solutions numériques sont obtenues avec une précision d'ordre élevé pour des milieux complexes, et la structure du schéma discret est bien adaptée pour du calcul parallèle avec des unités de calcul de pointe tels que des GPUs. Pour des problèmes en milieux ouverts, ces méthodes doivent être couplées efficacement avec une technique pour tronquer le domaine de calcul.

Dans cet exposé, on abordera deux sujets cruciaux pour la simulation d'ondes en milieux ouverts avec des méthodes DGTD. D'abord, on proposera deux formulations temporelles de PML (perfectly matched layer) pour simuler la frontière artificielle de domaines tronqués convexes à frontière régulière. Les formulations obtenues permettent une grande souplesse dans le choix de la forme du domaine de calcul. Une simulation tridimensionnelle avec un schéma DGTD sera présentée, et la sélection des paramètres des PML sera discutée. Ensuite, après une brève introduction sur les motivations et les bases du calcul sur GPU, on présentera et comparera différentes stratégies d'implémentation de schémas DGTD. Les éléments clés d'une stratégie plus complète pour des simulations temporelles efficaces sur clusters de GPUs seront exposés. Un exemple d'application d'imagerie sismique tridimensionnelle sera présenté.