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Erschienen in:
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2018 | OriginalPaper | Buchkapitel

A New Matrix-Free Approach for Large-Scale Geodynamic Simulations and its Performance

verfasst von : Simon Bauer, Markus Huber, Marcus Mohr, Ulrich Rüde, Barbara Wohlmuth

Erschienen in: Computational Science – ICCS 2018

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

We report on a two-scale approach for efficient matrix-free finite element simulations. The proposed method is based on surrogate element matrices constructed by low-order polynomial approximations. It is applied to a Stokes-type PDE system with variable viscosity as is a key component in mantle convection models. We set the ground for a rigorous performance analysis inspired by the concept of parallel textbook multigrid efficiency and study the weak scaling behavior on SuperMUC, a peta-scale supercomputer system. For a complex geodynamical model, we achieve a parallel efficiency of 95% on up to 47 250 compute cores. Our largest simulation uses a trillion (\(\mathcal {O}(10^{12})\)) degrees of freedom for a global mesh resolution of 1.7 km.

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Metadaten
Titel
A New Matrix-Free Approach for Large-Scale Geodynamic Simulations and its Performance
verfasst von
Simon Bauer
Markus Huber
Marcus Mohr
Ulrich Rüde
Barbara Wohlmuth
Copyright-Jahr
2018
Buch
Computational Science – ICCS 2018

Print ISBN: 978-3-319-93700-7

Electronic ISBN: 978-3-319-93701-4

Copyright-Jahr: 2018

DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-93701-4_2

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