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rapporti - Deliverable

1.2.5-Parallelizzazione del codice SPHERA

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1.2.5-Parallelizzazione del codice SPHERA

Recently updated on Aprile 7th, 2021 at 12:23 pm

L’attività svolta nell’ambito del secondo periodo di RdS, progetto SISET, sottoprogetto SITER, con particolare riferimento alla attività prevista nel WP 2, Mls 2.2 “Modelli numerici per la previsione dell’onda causata da una frana in un bacino: sviluppo di un modello di propagazione dell’onda accoppiato con quello della propagazione della frana”, ha portato alla elaborazione di un modello matematico generale atto a simulare l’effetto di una frana entro un serbatoio e alla realizzazione di un codice, denominato SPHERA, in grado di utilizzare tale modello in una ampia gamma di problemi del tipo sopra indicato. Poiché il codice ha superato i test di validazione atti a dimostrare l’efficacia e la consistenza del modello sviluppato, si è posta l’esigenza di verificare la sua applicabilità a problemi di grandi dimensioni in termini di efficienza di elaborazione ed accuratezza dei risultati; ciò è possibile solo ricorrendo allo sviluppo di una versione del codice che utilizzi i paradigmi di parallelizzazione in maniera efficiente. Scopo quindi della ricerca qui descritta è stato quello di realizzare una versione prototipo del codice, opportunamente parallelizzata, in grado di affrontare problemi in scala reale. Tale realizzazione è stata portata avanti in fasi successive a partire dalla versione sequenziale del codice realizzata al termine della Mls 2.2, tra cui si evidenzia l’analisi della metodologia utilizzata dal codice da cui è derivata l’identificazione del paradigma di parallelizzazione più idoneo, la realizzazione di una prima versione bidimensionale del codice parallelo per la verifica della corrispondenza dei risultati ed infine il trasferimento delle azioni sulla versione finale tridimensionale con conseguente verifica dei benefici ottenuti in termini di accuratezza e velocità di calcolo. In termini di efficienza, le prove condotte su casi campione opportunamente studiati hanno evidenziato già risultati soddisfacenti e consentito di individuare alcune linee di sviluppo per un ulteriore incremento delle prestazioni del codice. The work carried out in the frame of the second RdS period, project SISET, sub project SITER, with special reference to the work forecast in the WP 2, Mls2.2 “Numerical models for the forecasting of the wave caused by a landslide in a basin: development of a propagation model of the wave coupled with that of the landslide propagation” allowed the elaboration of a general mathematical model able to simulate the effect of a landslide in a reservoir and to the realization of a code, called SPHERA, able to utilize this model for the solution of a large range of problems of the mentioned kind. Since the code got through the validation tests designed for demonstrating the effectiveness and the consistency of the developed model, the requirement of verifying the code capability of solving large scale problems have been pointed out, with special reference to the computational efficiency and to the result accuracy; this is possible only realizing a new code version that uses the parallel paradigms in an efficient way.

The goal of the research activity described hereinafter has been that of realizing a prototype code version, properly parallelized, able to solve large scale problems. This implementation has been performed in subsequent items starting from the sequential code version coming from the Mls 2.2; these items included the analysis of the methodology used by the code from which the more correct paradigm has been chosen, the realization of a first two dimensional release of the parallel code in order to verify the result correspondence and finally the transfer of all the implementations into the three dimensional code version with the subsequent verification of the benefits obtained in terms of accuracy and fastness of the calculation.

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