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Type: Tese
Title: Uma técnica de decomposição de domínios a priori para geração automática de malhas tetraédricas em paralelo
Title in English: An a priori domain decomposition technique for automatic generation of tetraedic mesh in parallel
Authors: Teixeira, Daniel Nascimento
Advisor: Cavalcante Neto, Joaquim Bento
Co-advisor: Vidal, Creto Augusto
Keywords: Decomposição de domínio;Geração em paralelo de malhas;Tetraedralização
Issue Date: 2019
Citation: TEIXEIRA, Daniel Nascimento. Uma técnica de decomposição de domínios a priori para geração automática de malhas tetraédricas em paralelo. 2019. 125 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2019.
Abstract in Brazilian Portuguese: Este trabalho propõe uma técnica totalmente automatizada para decomposição de domínios para geração de malhas usando computadores paralelos com memória distribuída. Esta técnica depende de uma estrutura de decomposição que usa planos alinhados aos eixos para decompor o domínio. Esses planos de decomposição são determinados por uma estrutura de partição binária baseada em uma quadtree refinada (no caso bidimensional) ou octree (no caso tridimensional) que é construída para estimar a quantidade de trabalho computacional necessária para gerar a malha interna. Assim, a quantidade de trabalho computacional em cada subdomínio é aproximadamente a mesma. O nível de refinamento da quadtree ou octree é usado para guiar a criação da interface de cada subdomínio, definida por sua discretização intercelular. A geração da malha de interface é executada a priori, ou seja, cada subdomínio tem sua malha de interface totalmente criada e aprimorada antes da fase de geração da malha interna. Esta técnica gera novos domínios completamente independentes uns dos outros e permite abstrair a técnica de geração de malha aplicada aos subdomínios, que podem combinar, por exemplo, Delaunay e técnicas de Avanço de Fronteira, dentre outras. Além disso, esta técnica de estimativa de carga produz resultados que representam com precisão o número de elementos a serem gerados em cada subdomínio, levando a uma previsão adequada do tempo de execução e um algoritmo bem balanceado, um recurso desejável no processamento paralelo que geralmente é difícil de alcançar. As malhas geradas com a técnica paralela têm uma qualidade similar daquelas geradas serialmente, dentro de limites aceitáveis, o que é desejado de abordagens paralelas.
Abstract: This work proposes a fully automated technique for domain decomposition to generate meshes using parallel computers with distributed memory. This technique relies on a partitioning structure that uses axis-aligned planes to decompose the domain. These decomposing planes are determined by a binary partitioning structure based on a refined quadtree (in two-dimensional case) or octree (in three-dimensional case) that is built to estimate the amount of work necessary to generate the whole mesh. Thus, the amount of work in each subdomain is approximately the same. The level of refinement of the quadtree or octree is used to guide the creation of each subdomain’s interface, defined by its inter-cell discretization. The interface mesh generation is performed a priori, i.e., every subdomain has its interface mesh fully created and improved before the internal mesh generation phase. This technique generates new domains completely independent from one another and allows to abstract the mesh generation technique applied to the subdomains, which can combine, for example, Delaunay and Advancing Front Techniques, among others. Also, the load estimation technique produces results that accurately represent the number of elements to be generated in each subdomain, leading to an adequate prediction of execution time and a well-balanced algorithm, a desirable feature in parallel processing that is usually difficult to achieve. The meshes generated with the parallel technique have the same quality as those generated serially, within acceptable limits, which is desired from parallel approaches.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/45591
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