[pt] A proposta deste trabalho é viabilizar e acelerar a simulação de um sistema
de grãos implementado inteiramente na GPU, utilizando o Método dos Elementos
Discretos (MED). O objetivo de implementar todo o sistema na GPU é evitar o
custo de transferência de informações entre a placa gráfica e a CPU. O sistema
proposto simula partículas de diferentes diâmetros, com tratamento de colisão entre
partículas e entre partículas e o ambiente. Com o Método dos Elementos Discretos
são consideradas forças normais e forças tangenciais aplicadas sobre as partículas.
Algoritmos paralelos foram desenvolvidos para construção e armazenamento do
histórico de forças tangenciais existente em cada contato entre partículas. São
comparadas duas propostas de construção de grade regular de células para realizar a
detecção de contato. A primeira proposta é muito eficiente para partículas com raio
fixo, enquanto que a segunda se mostra com maior escalabilidade para modelos
com variação de raio. O sistema é composto por diversos algoritmos executados
em threads, responsáveis por cada etapa da simulação. Os resultados da simulação
foram validados com o programa comercial PFC3D. O sistema de partículas em
GPU consegue ser até 10 vezes mais rápido do que o programa comercial. / [en] The purpose of this work is to make possible and speed up a grain system
simulation implemented entirely on GPU, using the Discrete Element Method
(DEM). The goal of implementing all the system on GPU is to avoid the cost of
data transfer between the graphics hardware and the CPU. The proposed system
simulate particles of different diameters, with collision treatment between particles
and between particles and the environment. The Discrete Element Method consider
normal forces and tangential forces applied on the particles. Parallel algorithms
were designed to construct and storage the tangential forces history present in each
contact between particles. Two ideas for the construction of the regular grid of cells
are proposed and compared to perform the collision detection. The first one is very
efficient to particles with fixed radius, while the second one shows more scalability
in models with radius variation. The system consists of several algorithms running
in threads, responsible for each step of the simulation. The results of the simulation
were validated with the commercial program called PFC3D. The GPU particle
system can be up to 10 times faster then the commercial program.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:16008 |
| Date | 28 July 2010 |
| Creators | LEONARDO SEPERUELO DUARTE |
| Contributors | WALDEMAR CELES FILHO |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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