A space-time parallel solver for the three-dimensional heat equation

The paper presents a combination of the time-parallel “parallel full approximation scheme in space and time” (PFASST) with a parallel multigrid method (PMG) in space, resulting in a mesh-based solver for the three-dimensional heat equation with a uniquely high degree of efficient concurrency. Parallel scaling tests are reported on the Cray XE6 machine “Monte Rosa” on up to $16,384$ cores and on the IBM Blue Gene/Q system “JUQUEEN” on up to $65,536$ cores. The efficacy of the combined spatial- and temporal parallelization is shown by demonstrating that using PFASST in addition to PMG significantly extends the strong-scaling limit. Implications of using spatial coarsening strategies in PFASST’s multi-level hierarchy in large-scale parallel simulations are discussed

The 1999 Center for Simulation of Dynamic Response in Materials Annual Technical Report

Introduction: This annual report describes research accomplishments for FY 99 of the Center for Simulation of Dynamic Response of Materials. The Center is constructing a virtual shock physics facility in which the full three dimensional response of a variety of target materials can be computed for a wide range of compressive, ten- sional, and shear loadings, including those produced by detonation of energetic materials. The goals are to facilitate computation of a variety of experiments in which strong shock and detonation waves are made to impinge on targets consisting of various combinations of materials, compute the subsequent dy- namic response of the target materials, and validate these computations against experimental data

Thermodynamic Conditions in Quenching Chamber of Low Voltage Circuit Breaker

Práce se zabývá studiem procesů probíhajících při zhášení silnoproudého oblouku ve zhášecí komoře jističe. Je zaměřena na výpočet dynamiky tekutin a teplotního pole v okolí elektrického oblouku. V práci je dále popsán vliv vzdálenosti plechů v komoře a vliv tvarů plechů z hlediska aerodynamických podmínek uvnitř komory. Dalším cílem dosaženým touto prací je poskytnutí informací o vlivu polohy elektrického oblouku na termodynamické vlastnosti uvnitř komory. Toto je důležité, zejména pokud je oblouk do komory vtahován jinými silami, např. elektromagnetickými a během tohoto vtahovacího procesu mění svůj tvar i polohu. Za účelem co nejjednoduššího, ale zároveň co nejefektivnějšího řešení úkolu, byl vyvinut software určen speciálně pro výpočet dynamiky tekutin numerickou metodou konečných objemů (FVM). Tato metoda je, v porovnání s rozšířenější metodou konečných prvků (FEM), vhodnější pro výpočet dynamiky tekutin (CFD) zejména proto, že režie na výpočet jedné iterace jsou menší v porovnání s ostatními numerickými metodami. Další výhodou tohoto softwarového řešení je jeho modularita a rozšiřitelnost. Cely koncept softwaru je postaven na tzv. zásuvných modulech. Díky tomuto řešení můžeme využít výpočtové jádro pro další numerické analýzy, např. strukturální, elektromagnetickou apod. Jediná potřeba pro úspěšné používání těchto analýz je napsáni solveru pro konečné prvky (FEM). Jelikož je software koncipován jako multi–thread aplikace, využívá výkon současných vícejádrových procesorů naplno. Tato vlastnost se ještě více projeví, pokud se výpočet přesune z CPU na GPU. Jelikož současné grafické karty vyšších tříd mají několik desítek až stovek výpočetních jader a pracují s mnohem rychlejšími pamětmi, než CPU, je výpočetní výkon několikanásobně vyšší.Work deals with the study of processes that attend the electric arc extinction inside the quenching chamber of a circuit breaker. It is focused on several areas. The first one is concerned to fluid dynamics calculations (CFD) and the second one is aimed at thermal field calculations. In this work effects of metal plates distance together with metal plates shapes are described from aerodynamical point of view. Another objective solved by this work is to give information about influence of an electric arc position in a quenching chamber, which changed its shape due to forces acting on it during extinction process. For purpose of this work a new software solution for CFD was developed. Whole software concept is based on plug-ins. Due to this solution, the software§s calculation core can be used for other numerical analyses, like structural, electromagnetic, etc. The only requirement is to write a plug-in for these analyses. Because the software is designed as multi-threaded application, it can use the fully performance of current multi-core processors. Above mentioned property can be especially shown off, when a calculation is moved from CPU to GPU (Graphics Processing Units). Current high-end graphic cards have tens to hundreds cores and work with faster memories than CPU. Due to this fact, the simulation performance can raised manifold.

Large-Eddy Simulations of Flow and Heat Transfer in Complex Three-Dimensional Multilouvered Fins

The paper describes the computational procedure and results from large-eddy simulations in a complex three-dimensional louver geometry. The three-dimensionality in the louver geometry occurs along the height of the fin, where the angled louver transitions to the flat landing and joins with the tube surface. The transition region is characterized by a swept leading edge and decreasing flow area between louvers. Preliminary results show a high energy compact vortex jet forming in this region. The jet forms in the vicinity of the louver junction with the flat landing and is drawn under the louver in the transition region. Its interaction with the surface of the louver produces vorticity of the opposite sign, which aids in augmenting heat transfer on the louver surface. The top surface of the louver in the transition region experiences large velocities in the vicinity of the surface and exhibits higher heat transfer coefficients than the bottom surface.Air Conditioning and Refrigeration Project 9