Journée "Propagation d'ondes" (12 janvier 2017)

PROPAGATION DES ONDES DANS DES MILIEUX COMPOSITES

jeudi 12 janvier 2017

Les milieux non bornés, en particulier périodiques, ont fait l’objet de nombreuses études ces dernières décennies du fait de leurs propriétés physiques remarquables : tout d’abord, il peut exister des bandes de fréquences dites interdites dans lesquels les ondes monochromatiques ne se propagent pas, phénomène qui ne se produit pas dans des milieux homogènes. Encore plus intéressant, des perturbations locales de ces milieux peuvent conduire à des phénomènes de localisation qui sont très utiles dans de nombreuses applications (fibres optiques, guides d’ondes à faibles pertes, miroir à haute réflectivité).
La simulation numérique de ces milieux, outil indispensable lors de leur conception, s’avère particulièrement délicate. En effet, du fait de leur complexité géométrique, la discrétisation des problèmes associés conduit à la résolution de systèmes de grande taille (notamment en trois dimensions). La difficulté est de plus renforcée par le caractère non borné des milieux étudiés. Le développement de méthodes numériques robustes et performantes, permettant de traiter des cas physiques réalistes, est un donc un enjeux central pour la réalisation de ces matériaux.
L’objectif de la journée est de réunir des mathématiciens, physiciens et numériciens travaillant sur le sujet afin d’avoir un aperçu de quelques résultats théoriques et numériques récents.

Les exposés de la matinée porteront sur des résultats théoriques nouveaux démontrant la présence de gaps spectraux, de valeurs propres localisées ou de modes guidés. Les présentations de l'après- midi seront consacrées à la modélisation et la simulation numérique de ces milieux : S. Fliss expliquera une méthode numérique qu'elle a développée spécialement pour l’étude des milieux périodiques. G. Demesy montrera des simulations réalisées sur des cas physiques.

 

Programme :

  • 10h-10h50 : Olaf Post (Université de Trèves)
      Wildly perturbed manifolds: norm resolvent and spectral convergence — 
  • 10h50-11h40 : Hakim Boumaza (LAGA, université Paris 13)
      The band spectrum of the periodic Airy-Schrödinger operator — 
  • 11h40-12h30 : Konstantin Pankrashkin (Université Paris Saclay)
      Une condition pour l'absence d'ondes stationnaires dans une jonction de guides d'ondes — 
  • -Déjeuner-
  • 14h00-14h50 : Thomas Ourmières-Bonafos (Université Paris Saclay)
      Spectre discret d'interactions concentrées près de surfaces coniques. — 
  • 14h50-15h40 : Sonia Fliss (POEMS, ENSTA-CNRS-INRIA)

 

Informations complémentaires : http://www.math.univ-paris13.fr/~delourme/journeeMathStic.html

Contact : Bérangère Delourme <This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Journée "OSIS-Sécurité, Sûreté et Confidentialité" (10 mai 2016)

Nous avons le plaisir de vous inviter à la journée OSIS-Sécurité, Sûreté et Confidentialité, qui aura lieu le 10 mai 2016 à l’Université Paris 13 (campus de Villetaneuse).

Les journées OSIS (Open Source Innovation Spring) sont un lieu d'information et d'échange annuel sur le logiciel libre rassemblant chercheurs et industriels. Cette initiative du Groupe Thématique Logiciel Libre de Systematic et de l'IRILL (Initiative de Recherche sur le Logiciel Libre) comprend plusieurs événements (http://open-source-innovation-spring.org/).

La journée Sécurité, sûreté et confidentialité 2016 se tiendra au LIPN à l'Université Paris 13 le 10 mai 2016. Elle comprendra des présentations scientifiques d'orateurs académiques et industriels, de membres du GTLL.
L'inscription à la journée est gratuite mais obligatoire.

Le site web de la journée, comprenant programme et informations pratiques est disponible ici : http://lipn.univ-paris13.fr/OSIS-Secu-2016

Rencontres "Calcul intensif et Sciences des données" (16 et 17 avril 2015)

 

Calcul intensif et Sciences des données
VILLETANEUSE 2015
16 et 17 avril 2015
Salles F001-F002
Institut Galilée, Villetaneuse


Listes des sujets couverts lors des rencontres :
o Calcul scientifique parallèle ;
o Gestion de masses de données dans le cadre de l'apprentissage ;
o Gestion de données massives dans les entrepôts ;
o Grilles et Clouds ;
o Images ;

Programme

Jeudi 16 avril

* 09:30 -- 11:00 : Calcul scientifique (Chair : Christophe Cérin)

Imad Kissami, Fayssal Benkhaldoun, Gilles Scarella, Christophe Cérin (LAGA/LIPN), Towards Parallel CFD computation using Mesh Partitionning and the MUMPS solver for the ADAPT framework

Florian de Vuyst (Ens Cachan) : Modele roofline et raffinements pour l'estimation de la performance des codes hydro

Leila Abidi (LIPN) : RedisDG as a workflow engine

* 11:30 -- 13:00 : Retours d'expériences sur le cluster MAGI (Chair : Gladys Diaz)

Emiliano Traversi (LIPN) : QPLIB, a library of Quadratic Programming Instances

David Tingaud et Philippe Djemia (LSPM), Calculs ab initio de quelques propriétés de matériaux

* 14:00 -- 15:30 : Gestion de masses de données (Chair : Hanene Azzag)

Tarn Duong (LIPN) : Analysis and visualisation of high throughput experimental data from emerging biotechonologies

Moufida Adjout-Rehab (LIPN) : La technologie MapReduce au service de la Régression Linéaire Multiple, (Hadoop ou Spark)

Mohammed Ghesmoune (LIPN) : Clustering de flux de données

* 16:00 -- 17:00 : Images, Imageries du vivant (Chair : Mustapha Lebbah)

Yves Rozenholc (Paris Descartes, MAP5 - UMR CNRS 8145) : outils statistiques pour le traitement et l’interprétation de l’imagerie de perfusion dans le cancer.

Marie Luong (L2TI) : An example learning-based approach for denoising and super-resolution of medical images

Vendredi 17 avril

* 09:30 - 12:00 : Cloud, Réseau (Chair : Christophe Cérin)

Sandeep Gupta (University of Arizona): Energy Sustainable Computing for Geo-distributed Data Centers

Khaled Boussetta, Eya Dhib, Nabil Tabbane, Nawel Zangar (L2TI and SUPCOM Tunisia), Optimal Placement of Cloud Gaming Servers

Yanik Ngoko (Qarnot Computing) : Vers des services Cloud-HPC évolutifs : architectures et cas d'utilisation

Gladys Diaz, Noemie Simoni (L2TI), Virtual Network Deployment at NaaS

Chairs :
Mustapha Lebbah (LIPN)
Hanene Azzag (LIPN)

Sponsors
o Pôle Math&Stic de l'université de Paris 13, Axe 2 : Calcul
Haute-Performance, Systèmes distribués ;
o Projet Wendelin ;
o Projet Square Predict (investissement d'avenir PIA 2013) ;
o Projet ADAPT ;

Journée "HPC et décomposition de domaines" (7 avril 2016)

Nous vous informons de l'organisation d'une journée sur le Calcul Haute Performance et la Décomposition de Domaines,
le jeudi 7 avril 2016. Et nous vous invitons à y participer.

https://www.math.univ-paris13.fr/hpcdd/


Cette journée prendra la forme d'une présentation de Posters et d'une série de présentations orales de 45 minutes par 5 conférenciers invités, à savoir:

Ces présentations seront séparées par des pauses café offertes, permettant les échanges et les discussions autour des Posters.
Nous vous invitons donc à vous inscrire à partir de la page web du colloque et à y indiquer si vous avez l'intention d'exposer un Poster (jusqu'au 31 Mars).
Une session de présentations "flash" des Posters (de quelques minutes, en fonction du nombre total)  permettra d'expliquer le contenu de vos Posters.

Bien cordialement,

Le comité d'organisation
Laurence Halpern, Camille Coti,  Emmanuel Audusse, Fayssal Benkhaldoun, Christophe Cérin, Evaggelos Kritsikis, Vuk Milisic, Pascal Omnes, Gilles Scarella

Calcul Intensif Distribué pour l'Industrie "CAIDI 2014"

 

 

Le pôle MathSTIC de l'université Paris 13, en collaboration avec l’association Aristote et la formation d’ingénieurs MACS-SupGalilée, organise une journée thématique “Calcul Intensif Distribué dans l'Industrie” le mercredi 22 janvier 2014 à l’Institut Galilée de l’Université Paris 13.

Coordination scientifique:

  • Laurence Halpern (LAGA, Université Paris 13)
  • Juliette Ryan (ONERA)
  • Philippe d'Anfray (Aristote, CEA)

Université Paris 13, campus de Villetaneuse, amphithéâtre C


Cette journée sera centrée sur le calcul parallèle et les méthodes de décomposition de domaines, pour les calculs de systèmes complexes réalisés dans l’industrie ou dans la recherche appliquée. Elle verra se rencontrer des mathématiciens, des informaticiens, des ingénieurs, des responsables de grands projets de recherche appliquée. Ils présenteront leurs travaux et partageront leur vision de l’état actuel et de l’évolution nécessaire du calcul scientifique en conjonction avec les outils informatiques présents et futurs.

Programme

08:40-09:10 Accueil  
09:10-09:15 Présentation de la journée
09:15-11:10 Session 1  
  Gilbert Rogé
(Dassault Aviation)
Calcul Scientifique en Aérodynamique
  Christophe Domain
(EDF R&D)
HPC et modélisation multi-échelle des matériaux de structure des centrales nucléaires
  François Giersch
(Thales)
Machines Parallèles pour le traitement embarqué de données senseurs radar
11:10-11:35 Pause café  
11:35-12:50 Session 2  
  Nahid Emad
(Univ. Versailles,
MdS)
Paradigmes de programmation parallèle pour le calcul scientifique
  Martin Gander
(Univ. Genève)
Parallelization in the Time Direction: Parareal, ParaExp and Space-Time Multigrid
12:50-14:00 Buffet (salle F003, Institut Galilée)
14:00-15:55 Session 3  
  Christophe Calvin
(CEA/DEN/DANS/DM2S)
Utilisation du calcul intensif pour la simulation numérique appliquée aux systèmes nucléaires
et défis à venir
  Florian Plaza-Oñate
Amine Ghozlane et
Ndeye Aram Gaye (INRA)
Calcul intensif appliqué à l’étude de la flore intestinale humaine
Présentation du démonstrateur pré-industriel MetaGenoPolis
  Jocelyne Erhel
(IRISA)
Parallel sparse linear solvers and applications in CFD
15:55-16:15 Pause  
16:15-17:30 Session 4  
  Alain Cosnuau
(ONERA, CHP)
Expériences de Calcul Massivement Parallèle sur GPU
  Didier El Baz
(LAAS-CNRS)
Calcul Intensif Pair à Pair
17:30 Fin du séminaire  

Résumés des présentations

Gilbert Rogé
(Dassault Aviation)
Calcul Scientifique en Aérodynamique

Présentation des activités de Calcul Scientifique à la Direction de l'Aérodynamique de Dassault Aviation.

Au menu :

  • Problématiques (calcul des performances aérodynamiques, .)
  • Modélisation (équations de Navier-Stokes, modèles de turbulence, .)
  • Analyse Numérique (Éléments Finis, .)
  • Moyens de calcul (supercalculateurs, .)
  • Illustration par des résultats récents
  • Travail en équipe, MDO, collaboration avec les Centres de Recherche
  • Les axes de Recherche actuels
Christophe Domain
Ghiath Monnet,
Gilles Adjanor (EDF R&D)
HPC et modélisation multi-échelle des matériaux de structure des centrales nucléaires

Les matériaux de structure (cuve et internes de cuve) des centrales nucléaires sont soumis à l’irradiation neutronique qui engendre un vieillissement (i.e. changement des propriétés mécaniques). C’est un enjeu important pour la durée de vie des installations. L’origine de ce vieillissement est la formation de défauts créés par le flux de neutrons et leurs interactions avec les éléments d’alliage des matériaux. Les phénomènes mis en jeu sont complexe et afin à terme de construire des outils prédictifs il est nécessaire de partir des mécanismes élémentaires à l’échelle atomique. Pour cela, la simulation de la formation de ces défauts au vieillissement de la cuve est menée par une approche multi-échelle, possible avec le développement des moyens HPC. Cette modélisation vise à estimer le durcissement sous irradiation d'alliages représentatifs à partir du spectre neutronique du réacteur considéré, du flux neutronique, de la température et du temps d'irradiation ainsi que de la composition chimique de l'acier en certains éléments d'alliage. Pour cela différentes méthodes de simulation sont utilisées et elles correspondent aux différents mécanismes physiques mise en jeu : Dommage élémentaire de l’irradiation, formation des défauts ponctuels (lacunes et interstitiels en amas ou isolés) au sein des cascades de déplacements par calculs de structure électronique et dynamique moléculaire ; Diffusion et évolution à court et moyen terme des défauts ponctuels par des méthodes de Monte Carlo cinétique ; Diffusion et évolution à long terme des amas de défauts par des méthodes de cinétique chimique ; Micro-plasticité et détermination de la limite d’écoulement due aux défauts d’irradiation par dynamique moléculaire et dynamique des dislocations ; Calcul du durcissement moyen du matériau irradié en prenant en compte sa texture. Pour la plupart des méthodes de simulation, des algorithmes parallèles ont été implémentés (le Monte Carlo cinétique restant un point dur) et des ressources informatiques importantes sont nécessaires et le HPC est très largement utilisé.

François Giersch
(Thales)
Machines Parallèles pour le traitement embarqué de données senseurs radar

Cette présentation vise à tracer les éléments clés de l’évolution des machines de traitement numérique appliqué au monde des senseurs Radar. Il est question d’architecture matériel de traitement, avec un focus tout particulier sur la problématique du rapport ‘performance de traitement’ / ‘capacité d’entrée sortie’ dont on montrera qu’il était, et est en passe de redevenir sous une autre forme un élément clé des traitements Radar. On traite également dans cette présentation de l’impact des évolutions des modèles de programmation sur la gestion et le cout industriel du développement logiciel.

Nahid Emad
(Univ. Versailles, MdS)
Paradigmes de programmation parallèle pour le calcul scientifique

Le calcul haute performance dans les secteurs industriels et recherche est désormais incontournable. La nécessité d’utilisation des technologies HPC dans les applications allant de la simulation numérique des grandes problèmes industriels au développement des produits à grande diffusion (comme des tablettes ou téléphones mobiles) en passant par de nouvelles problématiques en nutrition et santé, semble dorénavant évident. Cependant, de part le très grand nombre de nœuds/cœurs hétérogènes des supercalculateurs récents ou émergents, une mise à jour de certaines de ces technologies s’impose et certains concepts comme les modèles de programmation sont à reconsidérer. La transition des paradigmes de programmation parallèle actuels vers ceux des supercalculateurs émergents engendre de nombreux problèmes de recherche et développement. Après l’exposé des principales caractéristiques des langages et modèles de programmation pour les nouveaux superordinateurs, nous présentons le paradigme de programmation multi-niveau ainsi que le modèle de programmation pour la conception et le développement de librairies numériques réutilisables. Nous présentons ensuite, l’environnement de programmation et d’exécution YML et les résultats d’expérimentation obtenus avec son déploiement sur des superordinateurs (comme HOPPER II de NERSC à Berkeley) et cluster de clusters (comme GRID5000).

Martin Gander
(Université de Genève)
Parallelization in the Time Direction: Parareal, ParaExp and Space-Time Multigrid

Many problems in science and engineering are time dependent, and time stepping methods are used to obtain approximate solutions. If the problems are large scale, or solutions are needed in real time, it is necessary to use the computing power of parallel computers. The classical strategy to parallelize time integration is to parallelize the solution at each time step, and to advance sequentially from time step to time step. This approach however neglects an entire dimension, the time dimension, which could also be used for the parallelization. In contrast to the spatial dimensions, the time dimension has however a direction: the solution later in time depends only on the solution earlier in time, and not vice versa. It therefore seems difficult to do useful computations at a future time step, before the present time step results are known.

I will present three algorithms which can be used to parallelize the time direction in an evolution problem. I will start with the parareal algorithm which is based on multiple shooting, although it was not invented that way. The idea of the parareal algorithm is to use an approximation of the Jacobian on a coarse grid in the Newton iteration classically used for solving the shooting equations. After reviewing a compact convergence result for this algorithm, I will illustrate its numerical performance for several examples of systems of ordinary and partial differential equations. These examples reveal that while the algorithm performs well for diffusive problems, convergence is unsatisfactory for hyperbolic equations. I will then explain the ParaExp algorithm, which is based on a completely different approach. It is a direct solver, based on an overlapping decomposition of the time direction, and uses the fact that matrix exponentials can be approximated cheaply and accurately over long time intervals using rational Krylov approximations. I will finally show a space-time algorithm based entirely on multigrid techniques, and show that for a time dependent heat equation this method scales perfectly, both strongly and weakly, in a large scale numerical test.

Christophe Calvin
(CEA/DEN/DANS/DM2S)
Utilisation du calcul intensif pour la simulation numérique appliquée aux systèmes nucléaires
et défis à venir

La simulation numérique est désormais un outil indispensable pour la modélisation des systèmes nucléaires actuels et futurs. A l'image d'autres domaines scientifiques et industriels, le calcul intensif permet de faire de la simulation numérique un outil extrêmement performant pour l'amélioration de la sûreté, l'optimisation et la conception de systèmes nucléaires. Nous présenterons au cours de cet exposé des exemples d'utilisation du calcul intensif appliqué à différents domaines (optimisation, CFD, neutronique, mécanique, physique couplée, maitrise des incertitudes …) mais également les nombreux défis qui se présentent qui sont génériques à la simulation numérique hautes performances mais également spécifique à l'industrie nucléaire.

Florian Plaza-Oñate,
Ndeye Aram Gaye,
Amine Ghozlane (INRA)
Calcul intensif appliqué à l’étude de la flore intestinale humaine
Présentation du démonstrateur pré-industriel MetaGenoPoli

Lors de cet exposé, nous présenterons le démonstrateur préindustriel MetaGenoPolis coordonné par l’Institut National de la Recherche Agronomique. Lancé en 2012, MetaGenoPolis vise à montrer l’impact de la flore intestinale sur la santé humaine en mettant en œuvre des méthodes dites de métagénomique. Nous décrirons d’abord l’infrastructure de calcul et de stockage déployée à MetaGenoPolis puis nous présenterons le pipeline de traitement à haut débit des données issues de séquenceurs à ADN. Enfin, nous donnerons quelques applications faisant appel à du calcul intensif (structuration d’un catalogue de gènes, découverte de gènes de résistance aux antibiotiques…)

Jocelyne Erhel
(IRISA)
Parallel sparse linear solvers and applications in CFD

Les simulations numériques en 3D conduisent à de grands systèmes linéaires creux, dont la résolution représente la majeure partie du temps de calcul. Les méthodes itératives de Krylov préconditionnées par des méthodes de sous-domaines sont actuellement parmi les plus efficaces sur des calculateurs parallèles. Pour accélérer leur convergence, les techniques de grille grossière ou de déflation sont indispensables. Cet exposé illustre ces concepts par des expériences numériques avec des matrices issues de la mécanique des fluides.

Alain Cosnuau
(ONERA, CHP)
Expériences de Calcul Massivement Parallèle sur GPU

Après une brève introduction sur les GPU et CUDA/C , un certain nombre d'expériences menées à l'Onera sur des thèmes très divers (temps réel, analyse numérique) seront présentées. Les résultats obtenus sur des applications réelles montrent l’intérêt de ce type de machine pour accélérer les calculs localement . Des gains très importants en temps de calcul sont obtenus moyennant un effort pour paralléliser tant au niveau théorique et algorithmique que pour le portage final optimisé sur GPU.

Didier El Baz
(LAAS-CNRS, Toulouse)
Calcul Intensif Pair à Pair

Cet exposé présente des méthodes numériques adaptées au calcul intensif dans un contexte de calcul distribué pair à pair. Les applications considérées ici relèvent de la simulation numérique et de l'optimisation. Ces travaux ont été développés dans le cadre du projet ANR Calcul Intensif Pair à Pair (CIP). Nous présenterons les principes du protocole de communication auto adaptatif P2PSAP et de l'environnement décentralisé de calcul intensif pair à pair P2PDC. Nous détaillerons des méthodes itératives distribuées et notamment des méthodes itératives hybrides. Puis nous présenterons des résultats expérimentaux notamment pour le problème de l'obstacle et certains problèmes de mathématiques financières sur diverses plateformes comme Grid 5000 et PlanetLab et divers réseaux comme les réseaux Ethernet, Infiniband et Myrinet.