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Multi-physics simulations using a hierarchical interchangeable software interface

机译:使用分层可互换软件的多物理模拟   接口

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摘要

We introduce a general-purpose framework for interconnecting scientificsimulation programs using a homogeneous, unified interface. Our framework isintrinsically parallel, and conveniently separates all component numericalmodules in memory. This strict separation allows automatic unit conversion,distributed execution of modules on different cores within a cluster or grid,and orderly recovery from errors. The framework can be efficiently implementedand incurs an acceptable overhead. In practice, we measure the time spent inthe framework to be less than 1% of the wall-clock time. Due to the unifiedstructure of the interface, incorporating multiple modules addressing the samephysics in different ways is relatively straightforward. Different modules maybe advanced serially or in parallel. Despite initial concerns, we haveencountered relatively few problems with this strict separation betweenmodules, and the results of our simulations are consistent with earlier resultsusing more traditional monolithic approaches. This framework provides aplatform to combine existing simulation codes or develop new physical solvercodes within a rich "ecosystem" of interchangeable modules.
机译:我们介绍了一个通用框架,用于使用同质统一界面来互连科学仿真程序。我们的框架本质上是并行的,并且可以方便地将内存中的所有组件数值模块分开。这种严格的分离允许自动单位转换,在集群或网格内不同内核上分布式执行模块,以及从错误中有序恢复。该框架可以有效实施,并产生可接受的开销。在实践中,我们将框架中花费的时间测量为不到挂钟时间的1%。由于接口的统一结构,因此以简单的方式并入多个模块来解决同一物理问题是相对简单的。不同的模块可以串行或并行进行。尽管存在最初的顾虑,但在模块之间进行严格的分隔时,我们遇到的问题相对较少,并且我们的仿真结果与使用更传统的整体方法的早期结果一致。该框架提供了一个平台,可在丰富的可互换模块“生态系统”内组合现有的仿真代码或开发新的物理求解器代码。

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