Het ontwikkelen van een snelle (fast-time) solver voor grote
sparse matrices voor MARIN
Elwin van 't Wout
Plaats van afstuderen:
MARIN
Haagsteeg 2
6708 PM Wageningen
start van afstuderen: November 2008
In februari 2009 is de scriptie
verschenen en een
presentatie gegeven.
De afstudeeropdracht is in augustus 2009 afgerond met het schrijven van het
afstudeerverslag
en het geven van de
afstudeervoordracht.
Verder is het
onderzoek
opgenomen in het boek
European Success Stories in Industrial Mathematics.
Huidige adresgegevens etc. zijn te vinden op onze
alumnipagina.
Korte omschrijving van de afstudeeropdracht:
MARIN (Maritiem Research Instituut Nederland) levert scheepssimulatoren
waarop een verscheidenheid aan maritieme operaties kan worden
uitgevoerd voor vrijwel elk schip en elk type aandrijving. Het
huidige model voor het berekenen van het golfveld is gebaseerd om
golfspectra, die door middel van Fourier transformaties in
tijdsignalen worden omgezet. Voordeel hiervan is dat het
deterministisch is in tijd en plaats en daardoor eenvoudig te
implementeren op gedistribueerde simulatiesystemen. Nadeel is dat het
niet interactief is, dwz diffractie, reflectie, refractie of
diepte-afhankelijkheid wordt niet meegenomen. Ook vanuit het
perspectief van golfvisualisatie is dit model beperkt.
Visualisatiemodellen die deze beperking niet hebben (in bijv.
Waterworld, Titanic, Perfect Storm), zijn helaas vanuit fysisch
oogpunt niet realistisch.
MARIN wil daarom, bij het visualiseren van het golfveld, het
zogenoemde Variational Boussinesq Model gebruiken. Dit
fysisch-realistische, interactieve model voorziet wel in interactie
met objecten, diffractie, reflectie etc. Op dit moment is het
mogelijk het golfveld op een klein gebied van 500m bij 500m (10000
punten) real-time uit te rekenen. Het is echter de bedoeling dit uit
te breiden naar een gebied van 5km bij 5km of zelfs een factor 100
groter, waarbij het real-time aspect behouden blijft.
Onderdeel van het Variational Boussinesq Model is een CG sparse
matrix solver. Het doel van deze opdracht is de huidige solver te
versnellen dan wel een andere (super)snelle solver te ontwikkelen
voor dit soort grote matrices. Er kan hierbij gedacht worden aan
verschillende mogelijkheden, zoals een parallelle iteratieve CG
methode, een Box Multi-grid methode of implementatie van de solver op
de grafische kaart middels CUDA.
CUDA.
Lokatie
Het onderzoek zal gedaan worden bij het MARIN in Wageningen. Het
MARIN is een onafhankelijk en innovatief dienstverlenend instituut
waar al meer dan 75 jaar onderzoek wordt gedaan op het gebied van
scheepsbouw en scheepvaart. Dit wordt enerzijds gedaan door
modelproeven en anderzijds door computersimulaties. Op dit gebied is
MARIN een van de meest toonaangevende instellingen ter wereld.
Hierboven zie je de progressie van een puntvormige van links komende
golf in een klein gebied, met een ondiepte (linksonder), een haventje
(rechtsonder) en een strandje (rechtsboven).
Contact informatie:
Kees
Vuik
Terug naar de
home page
of de
afstudeerpagina van Kees Vuik
English