Proposition de sujet mémoire de Master Recherche

Proposition de sujet mémoire de Master Recherche
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Sujet : Interface générique pour les solveurs
d'algèbre linéaire creux utilisées par le
CEA-IRFM
Responsables : Pierre Ramet et Guillaume Latu
Téléphones : +33 5 24 57 40 39
Courriels :[email protected], [email protected].
Présentation du sujet :
Le CEA-IRFM est un Institut du CEA qui regroupe environ 300 chercheurs travaillant sur une
nouvelle source d'énergie : la fusion par confinement magnétique. Une des activités de l'IRFM est
de préparer l'opération scientifique du Tokamak ITER qui est en construction à l'heure actuelle.
Notamment, des activités de modélisation des plasmas de Tokamak sont réalisées à l'aide de
plusieurs codes de calcul parallèle développés par ses équipes de physiciens.
Le transport dans le plasma de bord des tokamaks demeure l'une des grandes inconnues pour les
machines futures et en particulier ITER. La compréhension des mécanismes physiques expliquant
les flux de particules et d'énergie dans la partie extérieure du plasma est cruciale pour l'optimisation
des performances de fusion ainsi que de l'espérance de vie des composants face au plasma. La
turbulence de bord ne peut être modélisée correctement qu'en faisant appel avec des codes 3D tels
que TOKAM-3X qui traite le problème dans une géométrie réaliste. D'autre part, les instabilités
MHD du bord du plasma d'un Tokamak « Edge Localized Modes (ELM) » ont été identifiées
comme un danger potentiel pour ITER. En effet les flux de chaleur et de particules que les ELMs
peuvent engendrer une surchauffe sur les composants face au plasma et endommager la machine.
Le contrôle des ELMs est donc une nécessité pour le fonctionnement d'ITER. Le code de MHD
non linéaire JOREK permet de modéliser les ELMs et permet d'élaborer des stratégies prédictives
de contrôle.
Dans les deux codes TOKAM-3X et JOREK, un très grand système linéaire doit être résolu. A
l'heure actuelle, ces codes utilisent le solveur PaStiX. Afin d'évaluer les performances relatives
d'autres solveurs dans ces codes, nous souhaitons qu'une interface d'accès générique soit mise au
point afin de pouvoir utiliser MAPHYS et HIPS et MUMPS dans ces codes.
Le travail demandé consiste donc à définir une interface minimale en supposant que la matrice du
problème aura été assemblée par TOKAM-3X ou JOREK, de manière distribuée, dans un format
standard. Une étude comparative des solveurs sera ensuite menée. Enfin, plus particulièrement
pour le code JOREK, un travail similaire pourra être développé pour définir une interface
générique au solveur itératif GMRES (traitant le problème global). Une étude comparative pourra
ainsi être menée avec le solveur du CERFACS actuellement utilisé et l'implémentation proposée
par le solveur PaStiX.
Mot-clés : Algèbre linéaire creuse, calcul parallèle, HPC.
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23/10/2015 13:55
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Commentaires : Ce stage se déroulera au sein de l'équipe Hiepacs avec une étroite collaboration
avec les chercheurs de l'IRFM qui développent les codes de simulation.
Références : Hiepacs (https://team.inria.fr/hiepacs/), PaStiX (http://pastix.gforge.inria.fr/), ITER
(http://www.iter.org/).
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