Zaproszenie na obronę pracy doktorskiej

DZIEKAN i RADA WYDZIAŁU
INFORMATYKI, ELEKTRONIKI I TELEKOMUNIKACJI
AKADEMII GÓRNICZO-HUTNICZEJ im. ST. STASZICA W KRAKOWIE
zapraszają na
publiczą dyskusję nad rozprawą doktorską

mgr inż. Marcina Łosia
Efficient algorithms for non-stationary problem simulations on parallel architectures
Termin:26 czerwca 2019 roku o godz. 12:00
Miejsce:s. 1.19, pawilon D-17 - Centrum Informatyki AGH
ul. Kawiory 21, 30-059 Kraków
PROMOTOR:prof. dr hab. Maciej Paszyński - Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie
RECENZENCI:dr hab. inż. Wacław Kuś - Politechnika Śląska w Gliwicach
dr hab. Piotr Kalita – Uniwersystet Jagielloński
Z rozprawą doktorską i opiniami recenzentów można się zapoznać
w Czytelni Biblioteki Głównej AGH, al. Mickiewicza 30



Efficient algorithms for non-stationary problem simulations on parallel architectures

mgr inż. Marcin Łoś

Promotor: prof. dr hab. Maciej Paszyński (AGH)
Dyscyplina: Informatyka

Streszczenie

Prezentowana praca doktorska opisuje dwa nowatorskie algorytmy równoległe do rozwiązywania niestacjonarnych równań różniczkowych cząstkowych oraz ukazuje ich wydajność na przykładzie kilku problemów numerycznych - zarówno prostych (problem przepływu ciepła), jak i złożonych (symulacja rozwoju nowotworu).

Pierwszy algorytm pozwala zwiększyć wydajność symulacji na maszynach z pamięcią rozproszoną wykorzystujących metody adaptacyjne (np. hp-adaptacyjna metoda elementów skończonych) do rozwiązywania problemów stacjonarnych w pojedynczych krokach poprzez umożliwienie równoległego wykonania kilku kolejnych kroków czasowych. Proponowana metoda w porównaniu do klasycznych podejść oferuje większe możliwości zrównoleglenia, co obrazują testy numeryczne, w których przy jej użyciu przeprowadzone zostały symulacje przepływu ciepła oraz rozwiązane zostało równanie Pennesa. Możliwe jest ponadto połączenie jej z tradycyjnymi metodami zrównoleglania hp-adaptacyjnej metody elementów skończonych opartymi na dekompozycji dziedziny - stworzona w ten sposób strategia hybrydowa pozwala osiągnąć jeszcze lepsze przyspieszenie (do 30 razy przy użyciu 96 rdzeni).

Drugi algorytm umożliwia wydajne obliczanie prawej strony dla problemu L²-projekcji izogeometrycznej z wykorzystaniem bazy B-splajnów skonstruowanej jako iloczyn tensorowy baz jednowymiarowych na maszynach z pamięcią współdzieloną. Znajduje on zastosowanie m. in. w przeprowadzaniu symulacji problemów niestacjonarnych z wykorzystaniem jawnych schematów czasowych. Wydajność proponowanego rozwiązania jest zweryfikowana poprzez testy numeryczne dla kilku różnych problemów - transfer ciepła, rozchodzenie się fali sprężystej, nieliniowy przepływ w ośrodku porowatym oraz rozwój guza nowotworowego. W zależności od poziomu złożoności problemu, rozmiaru siatki obliczeniowej oraz stopnia użytych B-splajnów, zaprezentowana strategia równoległa pozwala osiągnąć niemal idealne przyspieszenie do co najmniej 32 rdzeni (maksymalny rozmiar maszyny testowej).

Recenzje

Lista publikacji

BPP
Google Scholar

Publikacje w czasopismach z Listy Filadelfijskiej:

M. Łoś, M. Paszyński, A. Kłusek, W. Dzwinel, Application of fast isogeometric L2 projection solver for tumor growth simulations. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 2018 vol. 316 pp. 1257-1269
IF: 4.821, MNiSW: 45p.

J. Sawicki, M. Łoś, M. Smołka, R. Schaefer, J. Alvarez-Aramberri, Approximating landscape insensitivity regions in solving ill-conditioned inverse problems. Memetic Computing 2018 vol. 10 pp. 279-289
IF: 1.925, MNiSW: 20p.

A. Kłusek, M. Łoś, M. Paszyński, W. Dzwinel, Efficient model of tumor dynamics simulated in multi-GPU environment. The International Journal of High Performance Computing Applications 2019 vol. 33 pp. 489-506
IF: 1.956, MNiSW: 30p.

M. Łoś, M. Woźniak, M. Paszyński, A. Lenharth, M. Amber-Hassaan, K. Pingali, IGA-ADS: isogeometric analysis FEM using ADS solver. Computer Physics Communications 2017 vol. 217 pp. 99-116
IF: 3.309, MNiSW: 45p.

M. Łoś, A. Kłusek, M. Amber-Hassaan, K. Pingali, W. Dzwinel, M. Paszyński, Parallel fast isogeometric L2 projection solver with GALOIS system for 3D tumor growth simulations. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 2019 vol. 343 pp. 1-22
IF: 4.821, MNiSW: 45p.

M. Woźniak, M. Łoś, M. Paszyński, L. Dalcin, V.M. Calo, Parallel fast isogeometric solvers for explicit dynamics. Computing and Informatics 2017 vol. 36 pp. 423-448
IF: 0.524, MNiSW: 15p.

M. Łoś, R. Schaefer, M. Paszyński, Parallel space-time hp-adaptive discretization scheme for parabolic problems. Journal of Computational and Applied Mathematics 2018 vol. 344 pp. 819-835
IF: 1.883, MNiSW: 35p.

R. Schaefer, M. Łoś, M. Sieniek, L. Demkowicz, M. Paszyński, Journal of Computational Science 2015 vol. 11 p. 163-174 Journal of Computational Science Quasi-linear computational cost adaptive solvers for three dimensional modeling of heating of a human head induced by cell phone.
IF: 2.502, MNiSW: 30p.

B. Barabasz, S. Barret, L. Siwik, M. Łoś, K. Podsiadło, M. Woźniak, Speeding up multi-objective optimization of liquid fossil fuel reserve exploitation with parallel hybrid memory integration. Journal of Computational Science 2019 vol. 31 pp. 126-136
IF: 2.502, MNiSW: 30p.

Uzasadnienie wyróżnienia pracy

Doktorant jest współautorem 29 publikacji naukowych, w tym 9 w czasopismach z Listy Filadelfijskiej. Uczestniczył także w roli wykonawcy w projektach badawczych i rozwojowych finansowanych z programów NCN.

2019/mlos/start.txt · ostatnio zmienione: 2019/06/25 11:19 przez Marcin Łoś