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Ingénieur de recherche en CDD un an à la Maison de la Simulation

Décomposition de domaine et parallélisme à 2 niveaux pour les écoulement diphasiques en milieu poreux

Contexte scientifique

Le projet Dedales cherche à développer des logiciels utilisant le calcul intensif pour la simulation d'écoulements diphasiques en milieu poreux. Le projet vise en particulier les architectures de prochaine génération, dites “multi-core” ou “many-core”, où chaque noeud est composé d'un grand nombre de coeurs de calcul. Le projet est financé par l'Agence Nationale de la Recherche (projet ANR‐14‐CE23‐0005) et regroupe des équipes d'Inria (Serena et Hiepacs), de l'Université Paris Nord (LAGA), la Maison de la Simulation et l'Agence Nationale pour la Gestion des Dëchets Radioactifs (Andra).

Le projet cherche à étendre au cas de modèles diphasiques des travaux sur les méthodes de décomposition de domaine espace-temps (DD) pour des écoulements monophasiques (décrits par une équation d'advection-diffusion). A chaque itération de DD, un problème diphasique est résolut dans chaque sous-domaine, avec des conditions de transmission adaptées aux interfaces entre les sous-domaines. Le choix de ces conditions de transmission est un ingrédient essentiel pour assurer à la fois l'échange des informations qui vont assurer la conservation des quantifiés physiques pertinentes et aussi pour accélérer la convergence de l'algorithme de DD.

Description du travail demandé

L'ingénieur recruté interviendra dans le cadre de la tâche 3 « Intégration des méthodes DD et des solveurs avec parallélisme hiérarchique », et se basera sur le travail réalisé par E. Ahmed pendnat sont post-doc dans la tâche « Algorithmes de décomposition de domaines ».

Le but du travail est de mettre en œuvre la méthode proposée par E. Ahmed, et validée sur un prototype en Matlab, dans un code de calcul permettant d'utiliser le parallélisme. Le code visé est la bibliothèque DuMuX (développée à l'Université de Stuttgart), basée sur Dune. Le modèle physique est une simplification du modèle diphasique complet ne prenant en compte que la diffusion capillaire, mais avec une discontinuité de la pression capillaire. Les méthodes DD fournissent un cadre naturel pour formuler les conditions de transmission entre les régions avec des fonctions de pression capillaires différentes.

La mise en œuvre utilisera un parallélisme de type MPI entre les sous-domaines, couplé avec un solveur de sous-domaine parallélisé avec Open-MP sur les nœuds multicoeurs.

Profil recherché

Ingénier ou Master en Calcul Scientiifique, avec une spécialité en calcul parallèle. Bonne connaissance de C++. Des connaissances sur les modèles d'écoulements souterrains, et de la bibliothèque DuMuX seront appréciées.

Emplacement : Maison de la Simulation USR 3441, Bâtiment 565 – Digiteo, CEA Saclay.

Salaire : 2300 euros bruts par mois.

Durée : 12 mois, démarrage à partir du 1er octobre 2016.

Contact : Michel Kern, chargé de recherche, Michel.Kern@inria.fr

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Post-doctoral position at Inria and Paris 13 University

Space-Time Domain Decomposition for Subsurface/Groundwater Flows

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Research context

Project DEDALES aims at developing high performance software for the simulation of two phase flow in porous media. The project will specifically target parallel computers where each node is itself composed of a large number of processing cores, such as are found in new generation many-core architectures. The project sponsored by the French Agence Nationale de la Recherche brings together Inria (Pomdapi and Hiepacs teams), LAGA (University Paris 13), Maison de la Simulation and Andra (French national radioactive waste management agency). We propose to extend to the two-phase flow case previous work on space-time domain decomposition (DD) methods for single phase flow (advection-diffusion equations). The principle is that at each DD iteration we solve a two-phase flow problem on each space-time subdomain. A critical ingredient to the formulation and the success of the method is the proper choice of transmission conditions, so that the correct physical quantities are exchanged across the subdomain interface. In addition, a posteriori estimates can be combined with such interface conditions to optimize the number of iterations of the iterative process.

Postdoctoral researcher work description

The postdoctoral position is for Task1: Domain Decomposition Algorithms. The goal is to design, analyze and implement space-time DD methods for incompressible two-phase flow models.

There are two main classes of solvers for two phase flow simulators: globally implicit methods, where the coupled problem (usually involving two equations and two unknowns) is solved, and the IMPES (Implicit Pressure ‑ Explicit Saturation) methods, where the two equations are solved sequentially at each time step (say within an iteration loop). A natural question will be to study how the DD algorithm interacts with the overall solver, and whether using DD has an effect on the method. A “design constraint” for the domain decomposition methods will be to express the algorithm using an existing “two phase subdomain solver”. However, as mentioned above, the choice of boundary conditions is crucial, so the code may need to be modified to allow more general boundary conditions than is customary. The Post-doctoral researcher will work on extending DD methods to two phase flow models. His / her work will be focused on theoretical aspects, as well as implementing the resulting algorithm in the framework of the Matlab Reservoir Simulation Toolbox. He/she will validate the methods on simplified examples provided by Andra.

Desired profile

PhD in scientific computing or applied mathematics. Good programming skills (knowledge of Matlab) is strongly desired. Prior knowledge of MRST is not required but will be seen as an asset. The position is for 2 years, but for administrative reasons will give rise to two successive one year contracts (one with Inria, one with University Paris 13)

Location: CRI INRIA Paris-Rocquencourt, Yvelines (78), and LAGA, University Paris 13, Seine St Denis (93), France

Salary: 2620 euros gross per month (including medical insurance).

Duration: 24 months, starting as early as possible in 2015.

Contact:

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positions.txt · Last modified: 2016/07/26 10:02 by mkern