Una Herramienta Basada en GPU para Simular Procesos de Erosión Localizada

Abstract

En este trabajo se presenta el desarrollo de una herramienta diseñada para GPU que permite simular procesos de erosión localizada. En la herramienta se implementa el método de los volúmenes finitos en grillas cartesianas uniformes. Para resolver las ecuaciones de Navier Stokes que gobiernan el flujo incompresible se utiliza el método de pasos fraccionados, la superficie del sedimento se modela utilizando la ecuación de Exner, la interacción fluido-sedimento se realiza mediante el método de fronteras embebidas combinado con técnicas de celdas fantasma. Adicionalmente se integran resolvedores lineales para los sistemas de ecuaciones que incluyen métodos de Krylov y multigrilla. La implementación en GPU permite un rendimiento optimizado y la simulación de dominios tridimensionales complejos en tiempos reducidos al comparar con una implementación CPU paralela. Esta herramienta provee una forma integral y precisa para comprender y predecir los procesos de erosión en entornos reales.