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Genauigkeitsanalyse einer Lattice-Boltzmann Methode mit Fixpunkt-Arithmetik im Hinblick auf FPGA-Implementierung
Betreuung:
Hintergrund:
Auf der Suche nach alternativer Hardware werden immer mehr High Performance Anwendungen auch auf FPGAs implementiert. FPGAs sind
frei programmierbare Hardwarebausteine, die ursprünglich im Rapid-Prototyping zur Schaltungsentwicklung genutzt werden.
Durch die beliebig gestaltbare Konfiguration von Rechenelementen sind FPGAs auch für wissenschaftliche Berechnungen mit hohem
Rechenaufwand interessant. Jedoch können die in numerischen Simulationen wichtigen Fließkommaberechnungen aus Platz- und
Timing-Gründen nur schwer auf FPGAs umgesetzt werden. Oft behilft man sich dadurch, dass man die Genauigkeit einschränkt.
Aufgaben:
Im Rahmen einer Diplomarbeit soll die Lattice Boltzmann Methode auf ihren Genauigkeitsanspruch hin untersucht werden. Ziel ist es,
herauszufinden, ob diese Methode zur Stömunssimulation mit reduzierter Genauigkeit oder sogar mit Fixpunkt-Arithmetik zumindest innerhalb bestimmter Parameter immer noch zu richtigen Ergebnissen führt. Je nach Interesse und Fähigkeiten des Studenten
steht die Möglichkeit zur Verfügung, die Methode auf einem SGI RASC RC100 zu implementieren und zu testen. Diese Blades
verfügen über zwei Xilinx Virtex FPGAs und integrieren sich in moderne Altix Supercomputer. Für eine
solche Implementierung sind gute Hardware- und Programmierkenntnisse, sowie Beherrschung mindestens einer Hardwarebeschreibungssprache
Voraussetzung.
Voraussetzungen:
- Kenntnisse der Numerischen Mathematik
- Hardware-spezifische Kenntnisse, insbes. FPGAs, Signale, Gatter (möglichst Vorlesungen aus Mikroelektronik)
- Programmierkenntnisse
Art:
Master- oder Diplomarbeit
Status:
Offen
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