Activités

Présentation des activités de recherche et de développement de la Maison de la Simulation.

Les activités de recherche de la Maison de la Simulation s’articulent autour de 3 pôles que sont la recherche amont, le développement applicatif et la recherche aval au sein des différentes disciplines scientifiques.

Le développement applicatif qui comprend l’optimisation de code, le parallélisme et le développement de nouveaux modules se nourrit de la recherche amont en mathématiques appliqués et informatique pour ensuite contribuer à la recherche aval via l’amélioration des simulations numériques avec en plus le traitement des données et la visualisation.

Pôles d’activités de la Maison de la Simulation

Activités en cours

Amitex est un solveur FFT distribué pour la simulation de phénomènes mécaniques non linéaires – en savoir plus

Expertises liées : modélisation physique, mathématiques appliqués

ARK est un code de dynamique des fluides compressibles et stratifiés dédié à l’étude de la convection dans une atmosphère. Il dérive du code Euler_kokkos et s’appuie sur le modèle de programmation parallèle MPI+Kokkos. Il utilise un schéma numérique « tout régime » : capable de traiter aussi bien les fluides à bas nombre de Mach ou supersoniques et « well-balanced » : capable de préserver les équilibres hydrostatiques à précision machine. Une version dérivée ARK_RT inclue le transfert de rayonnement via le modèle M1 et utilise la bibliothèque Trilinos pour résoudre les équations du transfert implicitement avec portabilité entre différentes architectures de calcul. – en savoir plus sur les méthodes numériquesen savoir plus sur le modèle M1

Expertises liées : HPC, modèles de programmation, modélisation physique

BOPIMC pour Born-Oppenheimer Path-Integral Monte-Carlo, est un code de Monte Carlo quantique spécialisé dans le calcul des propriétés de l’hydrogène et de l’hélium en phase condensée (liquide/solide) et sous haute pression. il est développé par Carlo Pierleoni et ses collaborateurs.

Expertises liées : Modélisation physique

CanoP est code de dynamique des fluides, développé à la MdlS depuis 2014. Le code CanoP s’appuie sur la bibliothèque p4est pour fournir un socle commun à plusieurs applications nécessitant un maillage adaptatif.

Expertises liées : HPC

Dyablo est un autre framework permettant de développer des applications parallèles utilisant le raffinement de maillage adaptatif de la bibliothèque PABLO et un parallélisme hiérarchique (MPI + Kokkos).

Expertises liées : HPC

Euler_kokkos est une réimplémentation des noyaux de calcul du code MHD RAMSES-GPU en utilisant le modèle de programmation parallèle Kokkos. – en savoir plus

Expertises liées : HPC

Gysela est une code gyrocinétique 5D dédié à la simulation de la turbulence plasma au sein des réacteur à fusion Tokamak. La MdlS collabore avec l’IRFM autour du développement et de l’optimisation du code Gysela. La MdlS participe également à l’intégration de PDI dans ce code. – en savoir plus

Expertises liées : HPC, entrée-sorties

HERACLES est un code de magneto-hydrodynamique dédié à la simulation de fluide astrophysique. La MdlS participe au co-développement de ce code. – en savoir plus

Expertises liées : Modélisation physique

InKS est un modèle de programmation pour la séparation des aspects algorithmiques et d’optimisation spécifiques à une architecture matérielle dans les codes de simulation numérique. Le modèle s’appuie sur deux langages, chacun dédié à un aspect, et un compilateur, basé sur le modèle polyédrique. – GitHuben savoir plus

Expertises liées : modèles de programmation

Khamr est un prototype implémentant des versions parallèles des algorithmes fondamentaux de la gestion d’un maillage adaptatif grâce au modèle de programmation Kokkos : raffinement/déraffinement, équilibrage 2-1 (des cellules voisines directes ne doivent avoir au plus qu’un niveau d’écart), partitionnement en mémoire distribuée, transfert des cellules fantômes.

Expertises liées : HPC

La Maison de la Simulation développe une expertise sur la problématique de la portabilité de performance, en soutenant l’utilisation de la bibliothèque C++/Kokkos dans de nouveaux développements logiciels HPC – en savoir plus

Expertises : modèles de programmation

LBM_saclay implante plusieurs schémas numériques de type Boltzmann sur réseau pour les écoulements diphasiques (modèle de type Navier-Stokes et Allen-Cahn conservatif pour les écoulements visqueux avec séparation de phase spontanée). Ce code exploite de manière innovante le modèle de programmation C++/Kokkos pour la portabilité. Il est développé en collaboration avec le Laboratoire de Modélisation et Simulation en mécanique des Fluides (LMSF) du CEA Saclay.

Expertises liées : HPC

Metalwalls est un code de dynamique moléculaire classique principalement utilisé pour comprendre et interpréter des résultats expérimentaux, en collaboration avec des équipes d’expérimentateurs au sein du Réseau National sur le Stockage Électrochimique de l’Énergie. Il a fait l’objet d’un travail de réécriture et d’optimisation par la MdlS.

Expertises liées : HPC

MDFT, pour Molecular Density Functional Theory, est un code de fonctionnelle de la densité classique développé par Daniel Borgis (MdlS, ENS Paris), Maximilien Levesque (ENS Paris) et Luc Belloni (IRAMIS, CEA). Il permet de caractériser la solvatation d’édifices moléculaires dans des solvants quelconques à un niveau moléculaire, ceci avec une efficacité numérique supérieure de plusieurs ordres de grandeur par rapport à des simulations moléculaires classiques (type dynamique moléculaire). – en savoir plus

Expertises liées : Mathématiques Appliqués, Modélisation physique

p4est est une bibliothèque parallèle permettant la gestion de maillages adaptatifs représentés par une foret d’octrees et développée par plusieurs laboratoires américains et allemands. La MdlS a développé une expertise dans ce domaine. – en savoir plus

Expertises liées : HPC

ParFlow est un code de simulation des cycles hydrologiques qui comprend l’écoulement en surface, l’écoulement souterrain et la végétation. Dans le cadre d’EoCoE, il fait l’objet d’une optimisation sur les aspects AMR. – en savoir plus

Expertises liées : HPC, mathématiques appliqués, modélisation physique

ppkMHD est un code dérivé du code Euler_kokkos implémentant deux nouvelles familles de schémas d’ordre élevé (Multi-dimensional Optimal Order Detection et Spectral Difference Method) pour la dynamique des fluides compressibles.

Expertises liées : modèles de programmation, mathématiques appliqués

PQbits (Parallel Qubits) est une librairie C++ pour l’émulation d’un ordinateur quantique, destinée à la compréhension, exploration et test des algorithmes quantiques. Une interface Python qui utilise le code C++ comme « backend » est aussi disponible. En plus des utilitaires et algorithmes de base, la bibliothèque incorpore progressivement des exemples de haut niveau dans des différents domaines (chimie quantique, matière condensée, optimisation combinatoire, …) accompagnés d’une documentation très détaillée. La bibliothèque C++ dispose de deux versions: SMP et MPI. Cet environnement logiciel est développé par Victor Alessandrini.

Expertises liées : modèle de programmation

RAMSES-GPU est un code de simulation d’hydrodynamique (HD) et de magneto-hydrodynamique (MHD) dédié à l’astrophysique, parallélisé avec MPI et CUDA permettant d’étudier notamment l’instabilité magnéto-rotationnelle. – en savoir plus

Expertises liées : HPC

Développée à la MdlS, PDI est une Interface parallèle pour la gestion des données qui supporte l’interfaçage loose coupling entre plusieurs codes de simulation ou des bibliothèques – en savoir plus

Expertises liées : entrée-sorties

La Maison de la Simulation a mis au point de nouvelles méthodes hybrides basées sur les méthodes itératives d’algèbre linéaire Restarted Krylov Subspace Methods (RKSM) avec intégration dans la bibliothèque nvGraph de NVIDIA.

Expertises liées : Mathématiques Appliquées

Smilei est un code Particle-In-Cell collaboratif opensource co-développé en collaboration avec le LULI et le LLR. La MdlS sur les aspects HPC du code. – en savoir plus

Expertises liées : HPC

TiledViz est une application web développé à la Maison de la Simulation qui permet de récupérer des ensembles de résultats de simulations sur un serveur de post-traitement et de les afficher suivant un ordre déterminé préalablement en analysant les métadonnées associées aux images. – en savoir plus

Expertises liées : visualisation

YML est un environnement pour la programmation et l’exécution de workflow scientifique sur des supercalculateurs et/ou réseaux de machines hétérogènes et distantes. – en savoir plus

Expertises liées : modèles de programmation

Projets en cours

ATMO est un projet ERC (European Research Council ) visant à étudier l’atmosphère des exo-planètes par la simulation numérique en vue de la préparation des campagnes d’observations sur le télescope spatial James Webb – en savoir plus

Expertises liées : modélisation physique

L’ANR (Agence Nationale de la Recherche) Charm a pour but de développer une plateforme avancée pour l’étude des écoulements géologiques. – en savoir plus

Expertises liées : modélisation physique

Digiscope est un projet visant à développer 10 plateformes de visualisation haute performance interconnectée par un système de téléprésence. Dans le cadre de Digiscope, la Maison de la Simulation a pu s’équiper de la plateforme Mandelbrot – en savoir plus

Expertises liées : visualisation

E-CAM est un projet européen de « E-infrastructure » pour le développement de logiciels, la formation et la discussion industrielle en simulation et en modélisation. Il a une durée de 5 ans (à partir d’octobre 2015) et implique 48 postes d’un an. Le projet dispose d’un budget total de 4 836 897 €. – en savoir plus

EoCoE (Energy Oriented Center of Excellence) est projet européen visant à accélérer la décarbonisation de la production d’énergie par la simulation. Le projet a démarré en janvier 2019 pour une période de 3 ans. – en savoir plus

Expertises liées : HPC

L’objectif du projet Equip@Meso est de développer les équipements et les interactions au sein des centres de calcul régionaux. Il a été retenu dans le cadre des appels à projet Equipex 2010, avec une enveloppe globale de 10,5 millions d’euros sur la période 2011-2019. – en savoir plus

Expertises liées : HPC

EXA2PRO est un projet européen visant à développer un environnement de programmation pour le déploiement productif d’applications massivement parallèles sur des systèmes de calcul exascale. – en savoir plus

Expertises liées : HPC

Focus COE regroupe, participe à la mise en avant et coordonne les centres d’excellences européens (CoE) autour du HPC – en savoir plus

Expertises liées : HPC

La Maison de la Simulation est intégrée dans le programme de Formation de PRACE, les PATCs. – en savoir plus

Expertises liées : HPC, modèles de programmation

WholeSun est un projet ERC Synergy rassemblant quatre partenaires européens pour améliorer notre compréhension des mécanismes physiques à l’origine de l’activité éruptive du Soleil. La Mdls coordonne les développements logiciels d’un nouveau code de simulation de la dynamique interne et externe du Soleil pour lequel les techniques AMR sont essentielles. – en savoir plus

Expertises liées : HPC


Activités terminées

La Maison de la Simulation a mis au point de nouvelles méthodes hybrides basées sur les méthodes itératives d’algèbre linéaire Restarted Krylov Subspace Methods (RKSM) avec intégration dans la bibliothèque nvGraph de NVIDIA.

Le code d’écoulement de sédiments SEDTRANS développé au Delft University of Technology a vu ses performances améliorées de 45% sur la machine Curie. – en savoir plus

Expertises liées : HPC

La MdlS a travaillé sur le portage et l’optimisation du code de sismologie Specfem3D développé au CIG sur architecture many-core dans le cadre de PRACE. – en savoir plus

Expertises liées : HPC

Tokam3X est un code de simulation de plasma de bord développé à l’IRFM (CEA). La MdlS a participé à l’optimisation et la vectorisation dans le cadre du projet EoCoE et d’un projet interne PTC – en savoir plus

Expertises liées : HPC

Projets terminés

ANR Convergence pour l’utilisation du Big Data et de l’Exascale challenges dans le domaine du climat financé de 2013 à 2017 – en savoir plus

Expertises liées : HPC

L’ANR DEDALES a été financée de 2014 à 2017 dans le but de de développer des logiciels pour la simulation d’écoulements diphasiques en milieu poreux. – en savoir plus

Expertises liées : modélisation physique

MYX – MUST correctness checking pour les programmes YML et XMP de 2015 à 2018 – en savoir plus

Expertises liées : HPC