HEAL DSpace

Προγραμματισμός μεθόδου συναρτήσεων ακτινικής βάσης (RBF) για τη μετατόπιση υπολογιστικών πλεγμάτων σε κάρτες γραφικών

DSpace/Manakin Repository

Show simple item record

dc.contributor.author Κολοβός, Κωνσταντίνος el
dc.contributor.author Kolovos, Konstantinos en
dc.date.accessioned 2016-04-21T08:25:49Z
dc.date.available 2016-04-21T08:25:49Z
dc.date.issued 2016-04-21
dc.identifier.uri http://dspace.lib.ntua.gr/handle/123456789/42425
dc.identifier.uri http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.4465
dc.description Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Υπολογιστική Μηχανική” el
dc.rights Default License
dc.subject Μετακίνησης υπολογιστικών πλεγμάτων el
dc.subject Προγραμματισμού C/C++ el
dc.subject προγραμματισμού CUDA C σε GPU el
dc.subject Υπολογιστική Ρευστοδυναμική el
dc.subject Συναρτήσεις ακτινικής βάσης el
dc.subject Computational Fluid Dynamics en
dc.subject C/C++ programming en
dc.subject Radial Basis Functions en
dc.subject CUDA C programming en
dc.subject Ιmplementation in graphics processing unit el
dc.title Προγραμματισμός μεθόδου συναρτήσεων ακτινικής βάσης (RBF) για τη μετατόπιση υπολογιστικών πλεγμάτων σε κάρτες γραφικών el
heal.type masterThesis
heal.secondaryTitle Programming of a Method for the Displacement of Computational Mesh using Radial Basis Functions (RBF) on Graphics Processing Unit en
heal.classification Υπολογιστική Μηχανική el
heal.classification Computational Mechanics en
heal.language el
heal.access free
heal.recordProvider ntua el
heal.publicationDate 2015-10-27
heal.abstract Η μετακίνηση ενός υπολογιστικού πλέγματος, μαζί ή χωρίς τη μετακίνηση των ορίων του, είναι πολύ χρήσιμη στις εφαρμογές Υπολογιστικής Ρευστοδυναμικής. Στα προβλήματα βελτιστοποίησης μορφής η μετατόπιση του υπολογιστικού πλέγματος είναι απαραίτητη, είτε στην περίπτωση όπου χρησιμοποιείται παραμετροποίηση της προς σχεδιασμό μορφής, η οποία τροποποιεί σε κάθε κύκλο της βελτιστοποίησης τα όρια του υπολογιστικού χωρίου και αυτό που χρειάζεται είναι να προσαρμοστεί κατάλληλα το εσωτερικό πλέγμα, είτε στην παραλλαγή που ενιαίος μηχανισμός αναλαμβάνει, ελλείψει παραμετροποίησης, την ταυτόχρονη και συμβατή μετακίνηση όλων των κόμβων ενός υπολογιστικού πλέγματος, συμπεριλαμβανομένων των ορίων. Από την άλλη πλευρά, στην αεροελαστικότητα, τα τοιχώματα ενός στερεού σώματος, λ.χ. μιας πτέρυγας, μετακινούνται με το χρόνο και σε κάθε χρονικό βήμα, πρέπει να αναπροσαρμοστεί το πλέγμα σε αυτά. Σε όλες τις παραπάνω περιπτώσεις, η επαναπλεγματοποίηση είναι πολύ χρονοβόρα και ειδικά σε τριδιάστατες γεωμετρίες. Η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία αφορά τεχνικές μετακίνησης πλεγμάτων σε διδιάστατες και τριδιάστατες γεωμετρίες, αναπτύσσοντας και εφαρμόζοντας δίκτυα συναρτήσεων ακτινικής βάσης (RBF). Ο κώδικας που αναπτύχθηκε αποτελείται από δύο τμήματα. Το βασικό τμήμα αποτελεί τον κώδικα που αναπτύχθηκε σε γλώσσα προγραμματισμού C/C++ για την εκτέλεση σε CPU. Το άλλο τμήμα προγραμματίστηκε σε γλώσσα προγραμματισμού CUDA C για την υλοποίηση παράλληλα σε Μονάδα Επεξεργασίας Γραφικών (GPU) επειδή σε μεγάλα προβλήματα βιομηχανικής κλίμακας, τα δίκτυα RBF έχουν μεγάλο υπολογιστικό κόστος. Επίσης στην εργασία χρησιμοποιήθηκε το υπολογιστικό πακέτο CULA(CUDA LINEAR ALGEBRA) για την επίλυση των γραμμικών συστημάτων. Στην εργασία παρουσιάζονται και χρησιμοποιούνται μετρικές ποιότητας μη-δομημένων τριγωνικών και μη-δομημένων τετραεδρικών πλεγμάτων, με τις οποίες πραγματοποιείται έλεγχος της ποιότητας κάθε προκύπτοντος παραμορφωμένου πλέγματος. Ο κώδικας δοκιμάστηκε σε δύσκολες γεωμετρίες με διαφορετικές συναρτήσεις βάσεις. H παρούσα μεταπτυχιακή εργασία επικεντρώνεται στην υλοποίηση, προγραμματισμό και δοκιμή των δικτύων RBF και στην εκτέλεση τους σε μονάδα επεξεργασίας γραφικών με σκοπό την επιτάχυνση της φάσης της εκπαίδευσής τους. el
heal.abstract Mesh displacement, where the term “mesh" may refer either to internal nodes or may include the boundary nodes, is very useful in Computational Fluid Dynamic. In shape optimization problems, this technique is necessary either if a shape parameterization tool is used, in which cases the boundaries of the computational mesh are modified in each cycle of the optimization loop and a mechanism propagating the surface displacements to the interior mesh nodes must be devised, or in parameterization-free methods, where the same mechanism undertakes the displacement of both internal and boundary nodes. Furthermore, in aeroelasticity, the walls of a solid body, e.g. a wing, oscillate and therefore, in every time step, the mesh should be readjusted to the new boundaries. In all the above cases, remeshing is very time-consuming, especially in three dimensional geometries. The present graduate thesis focuses on mesh displacement techniques in two-dimensional and three-dimensional geometries by developing and applying Radial Basis Function (RBF) networks. The code that was developed consists of two parts. The main part is the part of the code that was developed in C/C++ programming language to run on CPU. The other part was programmed in CUDA C programming language for the parallel implementation in Graphics Processing Unit (GPU), because of the high computational cost of RBF networks in large scale industrial problems. In addition, the CULA - CUDA LINEAR ALGEBRA computational library was used for solving linear systems. In this thesis are presented and used unstructured triangular and tetrahedral mesh quality metrics, according to which, the displacement mesh quality was tested. The code has been tested in difficult geometries with different basis functions. The present thesis focuses on the implementation, programming and test of RBF networks and the execution of them on GPU, aiming at the acceleration of RBF network training phase. en
heal.advisorName Γιαννάκογλου, Κυριάκος el
heal.committeeMemberName Βουτσινάς, Σπυρίδων el
heal.committeeMemberName Ριζιώτης, Βασίλειος el
heal.academicPublisher Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών el
heal.academicPublisherID ntua
heal.numberOfPages 106 σ. el
heal.fullTextAvailability true


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record