Paralelización del modelo hidrodinámico y de transporte de sedimentos Shal2D

Abstract

El Modelo Shal2D es un modelo hidrodinámico y de transporte de sedimentos bidimensional desarrollado por los ingenieros del Instituto de Mecánica de Fluidos de la facultad de Ingeniería de la Universidad Central de Venezuela. Este modelo se encarga de estudiar la dinámica de fluidos incompresibles y el transporte de sedimentos en esos fluidos. El software permite obtener ciertas características de los ríos como velocidades, profundidad y elevación de varios puntos sobre un caudal. Además de esto, dependiendo de la cantidad de sedimentos y el tipo de material, se estudia como estas son trasladadas, según la velocidad horizontal en ese punto. Para reducir los tiempos de ejecución de este modelo secuencial en este trabajo se presenta el desarrollo de una aplicación Shal2D paralela que permite dar resultados en un tiempo menor, y un refinamiento de la malla de entrada como preprocesamiento de datos utilizando el software triangle para la generación de más nodos y por lo tanto obtener resultados más precisos. Además se presentan conocimientos básicos en el área de ingeniería sobre los modelos hidrodinámicos, como definiciones de fluidos-, hidrodinámica y mecánica de fluidos, hasta transporte de sedimentos, tipos de sedimentos y métodos matemáticos aplicables a los modelos dependiendo del material. También encontrará información base para el desarrollo de una aplicación paralela términos como cluster, librerías MPI y su implementación en este proyecto. El simulador paralelo hidrodinámico y de transporte de sedimentos Shal2D tiene como finalidad reducir los grandes tiempos de ejecución del modelo en secuencial, esto con el objeto de obtener mejores tiempos de cómputo y resultados más precisos mediante librerías para paralelización como MPI (Message Passing Interface) y el uso del software triangles para la triangulación y refinamiento de la malla.