Untersuchungen über objektorientierte Design-Patterns für massiv-parallele Teilchensimulationsverfahren anhand von Smoothed Particle Hydrodynamics

Abstract

Die vorliegende Arbeit untersucht die Parallelisierung eines Teilchensimulationsverfahrens anhand von Smoothed Particle Hydrodynamics. SPH ist ein gitterfreies Simulationsverfahren zur Lösung von partiellen Differentialgleichungen. Zur Parallelisierung werden objektorientierte Design-Pattern entwickelt. Diese Design-Pattern erlauben eine Trennung von Simulations-Code und Programmcode der für die parallele Ausführung verantwortlich ist. Die Implementierungen werden auf Cray T3E mit 512 Knoten, NEC SX-4 mit 32 Knoten und einem Linux-PC Cluster mit 198 CPU ausgeführt.

This thesis examines how to write an efficient parallel code for a particle simulation method using smoothed particle hydrodynamics as an example. SPH is a grid-free particle simulation method to solve partial differential equations (PDE). To parallelize the code we use object-oriented design-patterns. These design-patterns provide a clear separation of simulation code and program-code that handles the parallelization on different machines. The implementation is run on machines such as Cray T3E with 512 nodes, NEC SX-4 with 32 Nodes and a Linux-PC Cluster with 198 CPU.