@masterthesis{ZoepkeSonntag2018, type = {Bachelor Thesis}, author = {Zoepke-Sonntag, Roger}, title = {Implementierung und Validierung einer verbesserten Partitionierungsstrategie f{\"u}r einen Finite-Volumen-L{\"o}ser zur Berechnung aeroelastischer Ph{\"a}nomene in Turbomaschinen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-48083}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2018}, abstract = {Diese Bachelorarbeit pr{\"a}sentiert die Implementierung und Validierung einer Partitionierungsstrategie mit graphentheoretischem Ansatz f{\"u}r aeroelastische Berechnungen in thermischen Turbomaschinen f{\"u}r den Rolls-Royce plc. (RR) firmeneigenen Str{\"o}mungsl{\"o}ser AU3D. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der effizienten Parallelisierung von reduzierten und dennoch akkuraten aeroelastischen Rechenmodellen der SPMR-Methode und der SAMR-Methode. Mit der momentanen Partitionierungsmethode kann das Potenzial dieser Modelle aufgrund des besonderen geometrischen Aufbaus nicht ausgenutzt werden und eine erfolgreiche Integration in den Entwurfsprozess ist nicht m{\"o}glich. Durch die exakte Darstellung der im Str{\"o}mungsl{\"o}ser auftretenden Kommunikation mittels eines Graphen und der Einbindung des externen Graphenpartitionierers Metis k{\"o}nnen nun auch reduzierte Modelle erfolgreich parallelisiert werden. Zuerst werden alle Gitterpunkte anhand der Gitterstruktur in einen Graphen transformiert. Zus{\"a}tzliche Verbindungen werden in Abh{\"a}ngigkeit des jeweilig vorliegenden Modells bestimmt und als zus{\"a}tzliche Information im Graphen abgespeichert. Anschließend wird mit Hilfe eines externen Graphenpartitionierers eine Partitionstabelle erstellt. Im Anschluss werden alle Paare, welche auf Grund des Str{\"o}mungsl{\"o}sers in einer Partition sein m{\"u}ssen, kontrolliert und falls notwendig ver{\"a}ndert. Die so produzierten Partitionen zeigen eine ausgeglichene Punkteverteilung und es k{\"o}nnen die geometrischen Besonderheiten in den getesteten Modellen verarbeitet werden. Unter Ber{\"u}cksichtigung der noch ausstehenden Validierungsarbeiten bez{\"u}glich des parallelen Str{\"o}mungsl{\"o}sers kann mit der neuen Partitionierungsmethode ein SPMR-Modell zur Berechnung von erzwungenen Schwingungen in weniger als 7 Stunden, statt in zweieinhalb Tagen, absolviert werden. Somit ist eine Integration von aeroelastischen Rechnungen in den Entwurfsprozess zuk{\"u}nftiger Triebwerksentwicklungen m{\"o}glich. Die vielseitige Anwendungsm{\"o}glichkeit f{\"u}r alle Arten von aeroelastischen Modellen konnte w{\"a}hrend der Laufzeit-Validierung gezeigt werden. Es wurde nachgewiesen, dass die neue Partitionierungsstrategie um eine Gr{\"o}ßenordnung weiter skaliert als die bisherigen Methoden. Somit k{\"o}nnen auch zuk{\"u}nftige Modellgr{\"o}ßen und Computercluster effizient genutzt werden und auch Vollmodelle innerhalb von 24 Stunden berechnet werden.}, subject = {Aeroelastik; Erzwungene Schwingungen; Finite Volumen Verfahren; Graph Partitionierung; Hochleistungsrechnen; Turbomaschine; Str{\"o}mungsmaschine; Finite-Volumen-Methode; Graphpartitionierung; Aeroelastizit{\"a}t; Erzwungene Schwingung}, language = {de} }