Benchmark OpenLB
Gudrun spricht in dieser Folge mit Sarah Bischof, Timo Bohlig und Jonas Albrecht. Die drei haben im Sommersemester 2021 am Projektorientiertes Softwarepraktikum teilgenommen. Das Praktikum wurde 2010 als forschungsnaher Lernort konzipiert. Studierende unterschiedlicher Studieng\xe4nge arbeiten dort ein Semester lang an konkreten Str\xf6mungssimulationen. Es wird regelm\xe4\xdfig im Sommersemester angeboten. Seit 2014 liegt als Programmiersprache die Open Source Software OpenLB zugrunde, die st\xe4ndig u.a. in der Karlsruher Lattice Boltzmann Research Group (LBRG) weiter entwickelt wird. Konkret l\xe4uft das Praktikum etwa folgenderma\xdfen ab: Die Studierenden erhalten eine theoretische Einf\xfchrung in Str\xf6mungsmodelle, die Idee von Lattice-Boltzmann-Methoden und die Nutzung der Hochleistungrechner am KIT. Au\xdferdem finden sie sich f\xfcr ein einf\xfchrendes kleines Projekt in Gruppen zusammen. Anschlie\xdfend w\xe4hlen sie aus einem Katalog eine Frage aus, die sie bis zum Ende des Semesters mit Hilfe von Computersimulationen gemeinsam beantworten. Diese Fragen sind Teile von Forschungsthemen der Gruppe, z.B. aus Promotionsprojekten oder Drittmittelforschung. W\xe4hrend der Projektphase werden die Studierenden von dem Doktoranden/der Doktorandin der Gruppe, die die jeweilige Frage gestellt haben, betreut. Am Ende des Semesters werden die Ergebnisse in Vortr\xe4gen vorgestellt und diskutiert oder es wird eine Podcastfolge aufgenommen. In einer Ausarbeitung werden au\xdferdem die Modellbildung, die Umsetzung in OpenLB und die konkreten Simulationsergebnisse ausf\xfchrlich dargelegt und in den aktuellen Forschungsstand eingeordnet. Sarah, Timo und Jonas sind am KIT im Masterstudiengang Chemieingenieurwesen eingeschrieben. Neben den verschiedenen Masterstudieng\xe4ngen Mathematik kommen aus diesem Studiengang die meisten Interessenten f\xfcr das Softwarepraktikum. Im Podcast erl\xe4utern sie, was sie an der Str\xf6mungssimulation interessiert und inwieweit sie sich gut oder auch nicht so gut auf die Anforderungen vorbereitet gef\xfchlt haben, wie sie sich die Arbeit in der Gruppe aufgeteilt haben und was sie an fachlichen und \xfcberfachlichen Dingen dort gelernt haben. Das Thema des Projektes war ein Benchmark f\xfcr die Durchstr\xf6mung der Aorta. Dies ist einer der Showcases f\xfcr OpenLB, die auf den ersten Blick die Leistungsf\xe4higkeit der Software demonstrieren sollen. Das Projekt wurde von der Gruppe in drei Teile gegliedert: Benchmark Test auf dem bwUniCluster 2.0 (High Performance Computer) Performance Analyse mit selbstgeschriebener Source Code Erweiterung Performance Analyse mit externer Software (Validierung der Source Code Erweiterung) Mit Hilfe der Benchmark Tests auf dem HPC konnte die maximale Skalierbarkeit des Aorta Source Codes in Abh\xe4ngigkeit der Problemgr\xf6\xdfe gefunden werden. Sie gibt an, auf wie vielen Computerprozessoren der Showcase mit der h\xf6chsten Performance simuliert werden kann. Des Weiteren wurde die parallele Effizienz mit Hilfe der Speedup Kennzahl untersucht. (...)