Parallélisation à un niveau grossier d’algorithmes sur GP-GPU avec le framework de Decomposition de Domaine Multi-Niveau DDML de MCGSolver

Réf. 003

Stage - Mathématiques Appliquées

Localisation : Hauts-de-Seine

Début : entre mars et mai 2017
Durée : 5 mois
Indem. : Oui

IFP Energies nouvelles - Technologie, Informatique et Mathématiques appliquées

IFP Energies nouvelles est un organisme public de recherche, d’innovation industrielle et de formation intervenant dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. Sa mission est d'apporter aux acteurs publics et à l'industrie des technologies performantes, économiques, propres et durables pour relever les trois grands défis sociétaux du 21e siècle : changement climatique et impacts environnementaux, diversification énergétique et gestion des ressources en eau. Son expertise est internationalement reconnue.

IFP Energies nouvelles poursuit 5 priorités stratégiques, indissociables et complémentaires dans l'accomplissement de sa mission d’intérêt général :

  • Produire à partir de sources renouvelables des carburants, des intermédiaires chimiques et de l'énergie
  • Produire de l’énergie en réduisant l’impact sur l’environnement
  • Développer des transports économes et à faible impact environnemental
  • Produire à partir de ressources fossiles des carburants et intermédiaires chimiques à faible impact environnemental
  • Proposer des technologies respectueuses de l'environnement et repousser les limites actuelles des réserves d'hydrocarbures

Son école d'ingénieurs, partie intégrante d'IFP Energies nouvelles, prépare les générations futures à relever ces défis.

Parallélisation à un niveau grossier d’algorithmes sur GP-GPU avec le framework de Decomposition de Domaine Multi-Niveau DDML de MCGSolver

Contexte : 

Ces dernières années, de grands efforts ont été déployés afin d’intégrer dans les logiciels de simulation de réservoir des procédés de récupération assistée (Enhanced Oil Recovery, EOR) à l’aide d’injection dans le réservoir de produits chimiques (polymères, tensio-actifs, alcalins, etc.).

Lors de l’injection de polymères, le contraste de mobilité entre l’eau de chasse (fluide poussant) et le bouchon de polymère (fluide poussé) rend la solution non-radiale. Dans ces conditions, on constate que les schémas numériques « standards » sont systématiquement mis en défaut quelle que soit l’orientation et le degré de raffinement du maillage. Ces erreurs s’amplifient d’autant avec la déformation du maillage, dont on n’est pas libre du choix. Elles deviennent prépondérantes et se traduisent par des fronts de propagation tout à fait inacceptables pour l’ingénieur.

Ce problème est connu depuis longtemps et a fait l’objet de nombreux travaux de recherches, notamment à IFPEN, lesquels ont débouché sur le schéma volumes finis à 9 points. Ce dernier permet de réduire les effets d’orientation de maillage en prenant en compte dans le stencil les cellules dans les directions diagonales. Conçu de manière pragmatique, le schéma à 9 points atténue certes notablement les erreurs sans pour autant les faire disparaître totalement. Il a été d’abord implanté dans le simulateur de réservoir d’IFPEN  « PumaFlow » pour des maillages cartésiens, puis étendu aux maillages complexes CPG (Corner Point Geometry). Bien que validé sur des maillages cartésiens, ce schéma n’a pas été étudié en profondeur sur des maillages CPG.

Objectifs du stage :

Le travail proposé consiste à étendre le framework DDML existant pour pouvoir utiliser des noyaux de calcul sur GP-GPU dans les algorithmes DDML de la bibliothèque MCGSolver. Le travail sera par la suite validé en comparant des algorithmes sur GP-GPU avec une parallélisation classique de type MPI à de nouveaux algorithmes DDML avec des noyaux sur GP-GPU.

Candidat :

Stage de fin d'étude

Elève Master 2 ou Ingénieur en 3ème années d'école, options mathématiques appliquées, informatiques ou option avec une forte dominante numérique intéressé à la fois par les aspects numériques et le développement informatique.

Elève ayant une bonne connaissance du C, C++, intéressé par la programmation parallèle

Contact

IFP Energies nouvelles - Technologie, Informatique et Mathématiques appliquées
Jean-Marc Gratien
1&4, avenue de Bois-Preau
92852 Rueil-Malmaison cedex
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