Lagrange-Flux Schemes: Reformulating Second-Order Accurate Lagrange-Remap Schemes for Better Node-Based HPC Performance

Schémas Lagrange-flux : reformuler les schémas Lagrange-Projection d’ordre deux pour améliorer la performance HPC au niveau nœud de calcul

¹ CMLA, ENS Cachan, Université Paris-Saclay, CNRS, 94235 Cachan – France
² Maison de la Simulation, USR 3441, CEA Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette – France
³ CEA DAM DIF, 91297 Arpajon – France
⁴ CEA Saclay, DEN, 91191 Gif-sur-Yvette – France
⁵ CGG, 27 avenue Carnot, 91300 Massy – France
e-mail: devuyst@cmla.ens-cachan.fr – thibault.gasc@cea.fr – renaud.motte@cea.fr – mathieu.peybernes@cea.fr – raphael.poncet@cgg.com

^* Corresponding author

Received: 8 December 2015
Accepted: 23 September 2016

Abstract

In a recent paper [Poncet R., Peybernes M., Gasc T., De Vuyst F. (2016) Performance modeling of a compressible hydrodynamics solver on multicore CPUs, in “Parallel Computing: on the road to Exascale”], we have achieved the performance analysis of staggered Lagrange-remap schemes, a class of solvers widely used for hydrodynamics applications. This paper is devoted to the rethinking and redesign of the Lagrange-remap process for achieving better performance using today’s computing architectures. As an unintended outcome, the analysis has lead us to the discovery of a new family of solvers – the so-called Lagrange-flux schemes – that appear to be promising for the CFD community.

Résumé

Dans un article récent [Poncet R., Peybernes M., Gasc T., De Vuyst F. (2016) Performance modeling of a compressible hydrodynamics solver on multicore CPUs, in “Parallel Computing: on the road to Exascale”], nous avons effectué l’analyse de la performance d’un schéma de type Lagrange+projection à variables décalées ; cette classe de solveurs est très utilisée pour les applications d’hydrodynamique. Dans cet article, on s’intéresse à la reformulation des solveurs Lagrange-projection afin d’améliorer leur performance globale sur architectures de calcul standards. De manière inattendue, l’analyse nous a conduit vers la découverte d’une nouvelle famille de solveurs – appelés schémas Lagrange-flux – qui apparaissent comme très prometteurs dans la communauté CFD.