LogoLogo

Praga, Alexis. Un modèle de transport et de chimie atmosphérique à grande échelle adapté aux calculateurs massivement parallèles

Praga, Alexis (2015). Un modèle de transport et de chimie atmosphérique à grande échelle adapté aux calculateurs massivement parallèles.

[img]
Preview
PDF - nécessite un logiciel de visualisation PDF comme GSview, Xpdf or Adobe Acrobat Reader
8Mb

Résumé en francais

Cette thèse présente un modèle bi-dimensionnel pour le transport atmosphérique à grande échelle, nommé Pangolin, conçu pour passer à l'échelle sur les achitectures parallèles. La version actuelle comporte une advection 2D ainsi qu'un schéma linéaire de chimie et servira de base pour un modèle de chimie-transport (MCT). Pour obtenir la conservation de la masse, un schéma en volume finis de type van Leer a été retenu pour l'advection et étendu au cas 2D en utilisant des opérateurs alternés. La conservation de la masse est assurée en corrigeant les vents en amont. Nous proposons une solution au problème "des pôles" de la grille régulière latitude-longitude grâce à une nouvelle grille préservant approximativement les aires des cellules et couvrant la sphère uniformément. La parallélisation du modèle se base sur l'advection et utilise un algorithme de décomposition de domaines spécialement adapté à la grille. Cela permet d'obtenir l'équilibrage de la charge de calcul avec MPI, une librairie d'échanges de messages. Pour que les performances soient à la hauteur sur les architectures parallèles actuelles et futures, les propriétés analytiques de la grille sont exploitées pour le schéma d'advection et la parallélisation en privilégiant le moindre coût des flops par rapport aux mouvement de données. Le modèle est validé sur des cas tests analytiques et comparé à des schémas de transport à l'aide d'un comparatif récemment publié. Pangolin est aussi comparé au MCT de Météo-France via un schéma linéaire d'ozone et l'utilisation de coordonnées isentropes.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Cariolle, Daniel
Giraud, Luc
Ecole doctorale:Sciences de l'Univers, de l'environnement et de l'espace (SDU2E)
laboratoire/Unité de recherche :Centre Européen de Recherche et de Formation Avancée en Calcul Scientifique (CERFACS)
Mots-clés libres :Hpc - Atmosphère - Chimie - Transport - Météorologie - Advection - Sphère - Simulation
Sujets :Sciences de l'environnement
Déposé le :07 Sep 2015 14:28