Resumen

Se presentan implementaciones en arquitectura CUDA (Compute Unified Device Architecture) de un método de volumen finito equilibrado para resolver un modelo de aguas poco profundas. La plataforma CUDA permite ejecutar programas en paralelo en la GPU. Se presentan cuatro versiones del algoritmo CUDA además de una implementación en CPU. Cada versión mejora a la anterior. Presentamos las siguientes técnicas para optimizar un programa CUDA: limitar el uso de registros, cambiar el patrón de acceso a la memoria global y utilizar el desenrollado de bucles. La precisión de todos los programas se investiga en 3 casos de prueba: una rotura de presa circular en un lecho seco, una rotura de presa circular en un lecho húmedo y un flujo de rotura de presa sobre tres jorobas. La última versión paralela muestra un aumento de velocidad de 3,84x respecto a la primera implementación CUDA. Utilizamos nuestro programa para simular un problema real basado en una supuesta rotura parcial de la presa Srinakarin, situada en la provincia de Kanchanaburi, Tailandia. La simulación muestra que la fuerte interacción entre los flujos masivos de agua y las elevaciones del fondo en condiciones húmedas y secas está bien capturada por el esquema bien equilibrado, mientras que el programa paralelo optimizado produce una aceleración de 57,32x sobre la versión serie.

• Materias:Simulación numérica Controladores Programación bioobjetiva Redes de retransmisión Simulador dinámico
• Subjects:Numerical simulation Controllers Bioobjective programming Relay networks Dynamic simulator
• Palabras claves:presa circular, Compute Unified Device Architecture, método de volumen finito equilibrado, patrón de acceso global a memoria, supuesta rotura parcial, flujo de rotura de presa, primera implementación CUDA, última versión paralela, flujos de agua masivos, modelo de agua poco profunda
• Keywords:circular dam, Compute Unified Device Architecture, balanced finite volume method, global memory access pattern, assumed partial breakage, dam break flow, first CUDA implementation, last parallel version, massive water flows, shallow water model