Paralleles Rechnen für computergestützte Mechanik

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Die Vorlesung „Paralleles Rechnen für computergestützte Mechanik“ ist als ein Wahlpflichtfach für Master-Studierende der Studiengänge „Allgemeiner Maschinenbau“ und „Computational Engineering Science“ geeignet und ist eine Pflichtvorlesung im zweiten Semester des Master-Studiengangs „Simulation Sciences“

 

Dozenten

Vorlesung: Prof. Marek Behr, Ph.D.

Übung: Max Schuster, M. Sc., Dr.-Ing. Michel Make

Inhalt

Diese Veranstaltung behandelt die allgemeine Struktur rechnergestützter Programme in der Kontinuumsmechanik: Finite-Elemente, Finite-Differenzen oder Finite-Volumen in der Strukturmechanik oder Strömungsmechanik. Die Studierenden werden mit den neusten skalaren Optimierungsstrategien in cache-basierten Mikroprozessoren vertraut gemacht. Ein Bewusstsein für die potentiellen Engpässe, welche die Computerperformance stark reduzieren, wird erzeugt und deren Vermeidung trainiert.

Die Gründe für die Nutzung parallelen Rechnens im Ingenieurwesen werden erläutert und mit den aktuellen Entwicklungen im Software- und im Hardwarebereich in Zusammenhang gebracht. Die Studierenden erlernen den Umgang mit openMP und dem MPI Standard, um eine parallele Beschleunigung für die typischen Berechnungen in der Kontinuumsmechanik zu erlangen.

Das Modul beinhaltet die Vorlesung (2 SWS) und die Übung (1 SWS) und umfasst 4 ECTS-Punkte als Wahlpflichtfach und 6 ECTS-Punkte für Studierende des Master-Studiengangs „Simulation Sciences“.

Themen

• Codes der computergestützten Mechanik
• Leistung von Rechnern
• Skalare Optimierung
• Einführung in Parallelisierung
• "Loop-level" Parallelisierung
• "Task-level" Parallelisierung
• Gute Programmierpraxis
• Parallele Codes der rechnergestützten Mechanik
• Zukunft von Rechnern

Prüfung

Mündliche Prüfung.