FEM25D - Egy geofizikai elektromágneses modellező rendszer megvalósítása a Gridben

Tóth Adrián <>
Miskolci Egyetem - Általános Informatika Tanszék

Ficsor Lajos <>
Miskolci Egyetem

Pethő Gábor Dr. <>
Miskolci Egyetem - Geofizikai Tanszék

Napjaink Grid technológái számos nemzet számítógépeit, adatbáziait, mérő- és tárolóeszközeit kapcsolja össze hogy a felhasználók szemszögéből nézve egy virtuálisan homogén problémamegoldó környezet biztosítson számos tudományterület számára - beleértve a biokémiát, gyógyszer-kutatást, valamint a mérnöki fejlesztéseket. A különálló számítógépek és Grid erőforrások közötti architektúrális különbség magával vonja az elosztott, heterogén és dinamikus alkalmazás osztályok elterjedését. Mivel a Grid jellemzően sokkal összetettebb a meglevő számítógép rendszereknél, így a Grid alkalmazások is tükrözik egy részét ennek a komplexitásnak.

Az előre haladó 2.5D-s frekvenciatartomány elektromágneses (FEM) modellezés - veszünk egy modellt és kiszámoljuk, amilyenek a vizsgált EM reszponziumnak kellene lennie - egy hasznos eszköz különböző hatások megvizsgálására. A gyakorlati felfedezések esetében úgy lehetne tekinteni rájuk, mint influencia faktorokra vagy torzítási hatásokra. A geofizikai EM mérések végfelhasználói számára hasznosak a különböző fajlagos ellenállásokhoz tartozó strukturális elemek mélységi és szélességi adatai.

A parciális differenciálegyenletek megoldásánál gyakorta használják a véges differencia (VD) modellezés módszerét. Minél összetettebb egy modell annál több lineáris egyenlet megoldása szükséges. A fő jellemzője a 2.5D-s (dimenziós) problémának, hogy az eredeti 3D-s problémát 2D-sekkel helyettesítjük a térbeli hullámszám tartományban. A 2D struktúrán történő FEM válasz numerikus meghatározása komoly számítási teljesítményt igényel, mivel a Maxwell egyenletek Fourier transzformációját követően a véges differencia módszerét alkalmazzuk a térbeli hullámszám tartomány egy lineáris egyenlet rendszerén minden egyes hullámszámra. A VD probléma gyakori feladat ismétléseiből származó függetlenségből számos párhuzamosítási elv lehetősége merül fel.

Ezen cikk keretében számos gyakorlati technika és megvalósítása kerül bemutatásra, melyek révén a 2.5D-s FEM modellező alkalmazás képes kihasználni a SEE-GRID Grid infrastruktúra számítási kapacitását az összesített számítási idő redukálása céljából.