Offre de Stage (Master 2 ou fin d’étude) sur la parallélisation des calculs modaux

10 janvier 2014

Intégration de bibliothèques HPC afin de "booster" les calculs modaux de Code_Aster

Contexte général

EDF garantit la maîtrise technique et économique de ses moyens de production d’électricité, de la conception à la fin
de vie. Les exigences de sûreté et de disponibilité nécessitent d’étayer les décisions d’exploitation par la simulation
numérique. L’analyse du comportement réel des structures passe par la maîtrise de modélisations thermo-mécaniques
et de leur résolution. La plate-forme de simulation numérique en mécanique d’EDF, Salomé-Méca, incluant le
solveur Code_Aster[1], doit répondre à ces enjeux.
Ce code industriel d’expertise est développé par une équipe centrale d’une vingtaine d’acteurs plus une quarantaine de
développeurs occasionnels. Depuis 2001, Code_Aster est diffusé en logiciel libre sous licence GPL. Des milliers
d’utilisateurs utilisent régulièrement Code_Aster (ingénierie d’EDF et communauté Aster Libre).

Descriptif

Code_Aster est un code basé sur la méthode des éléments finis. Cette méthode de résolution, même si elle se
banalise, reste un outil complexe et gourmand en capacité de calcul. D’autre part, l’essoufflement de la loi de Moore ne
permet plus d’espérer des gains en performance suffisants pour aborder les grands défis actuels de la simulation :
multiéchelle, multiphysique, stochastique, nombreux pas de temps…
D’où le recours de plus en plus systématique au parallélisme pour tirer profit des nouvelles machines.
Des travaux dans ce sens ont été maquettés et/ou restitués dans le code autour des méthodes de calcul modal
(calcul des valeurs/vecteurs propres d’une structure). Cette étape est souvent un gros poste de consommation, en
temps et en mémoire, d’une étude vibratoire.
L’objectif de ce stage est d’étudier de nouvelles bibliothèques publiques, FEAST[2], BLOPEX[3] ou
PRIMME[4], afin de réduire ces consommations. On jaugera les flexibilités fonctionnelle et numérique de ces
produits, ainsi que leurs performances (en particulier parallèles) et leur robustesse. On regardera aussi leur pertinence
vis-à-vis des besoins de Code_Aster et on comparera leurs performances par rapport aux solutions déjà présentes
dans le code (ARPACK[5], parallélisme MPI à 2 niveaux).
Après une immersion théorique et informatique dans la problématique générale et ses déclinaisons au niveau de
Code_Aster, on installera ces nouveaux produits sur différentes machines puis on les couplera avec les outils de
calculs modaux du code.
Suivant les opportunités dégagées par la phase de prototypage initiale, ce stage plutôt informatique, pourra aussi être
l’occasion d’un travail numérique et algorithmique. Ce travail devra être documenté et fera l’objet d’au moins un exposé
sur site.
[1] http://www.code-aster.org
[2] http://www.ecs.umass.edu/~polizzi/feast
[3] http://www.code.google.com/p/blopex
[4] http://www.cs.wm.edu/~andreas/software
[5] http://www.caam.rice.edu/software/ARPACK

Profil recherché

Niveau Master Recherche ou 3ème année école d’ingénieurs
Programmation FORTRAN/C et MPI/threads, environnement UNIX.
Analyse numérique (souhaitable suivant l’orientation du sujet).

Environnement de travail

Le stagiaire sera encadré par le groupe d’Analyse et de Modèles Numériques d’EDF R&D (Département SINETICS)
en collaboration avec les équipes en charge du développement de Code_Aster et de ses fonctionnalités en calcul
vibratoire (EDF R&D/AMA).

Conditions matérielles

  • Durée du stage : 5-6 mois
  • Rémunération : de l’ordre de 1000 euros par mois (possibilité d’une aide pour les étudiants de province). Régime horaire : 35 heures.
  • Lieu du stage : EDF/R&D, Clamart.
  • Responsables :
    • Olivier Boiteau
    • tél. : 01.47.65.52.57
    • courriel : olivier.boiteau[at]edf.fr
    • adresse postale :
      • EDF R&D
      • Département Sinetics
      • 1, avenue du Général de Gaulle, B.P.408
      • 92141 CLAMART Cedex
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Offre de stage