Distribution paramétrique avec Flux

Introduction

Ce chapitre donne des indications sur la mise en place d'une distribution paramétrique dans Flux en Windows et Linux. Le calcul distribué permet à l'utilisateur de gagner du temps de calcul tout en répartissant plusieurs configurations indépendantes d'un même projet Flux. Par exemple, un projet de type magnétique transitoire peut être distribué en fonction de différentes valeurs de paramètres tels que les paramètres géométriques (taille, forme, etc...) ou physiques (valeurs de courant d'alimentation, vitesse...) variant dans le scénario. Plusieurs projets s'exécuteront en même temps simulant toutes ces configurations, le paramètre principal d'un calcul distribué est le suivant :

Le nombre de cœurs (i.e. le nombre de processus Flux en parrallèle);

Note: Contrairement à CDE, cette méthode ne requiert pas les droits administrateurs sur la machine.

Les point suivant seront abordés :

Principes;
Comment mettre en place une distribution paramétrique avec Windows sur une seule machine;
Comment mettre en place une distribution paramétrique avec Linux sur une seule machine;
Définir un scénario paramétré dans Flux;
Exemple d'application.

Principes

La distribution paramétrique permet à l'utilisateur de gagner du temps de calcul en parallélisant plusieurs configurations indépendantes d'un problème d'éléments finis avec différentes valeurs de paramètres E/S ou de paramètres géométriques variant dans le scénario au lieu de les exécuter séquentiellement. Pour mettre en place un calcul distribué, un projet maître Flux est obligatoire afin de calculer tous ses sous-projets ayant une configuration indépendante.

Le projet maître Flux contrôle tous les autres projets esclaves (distribution) et est en charge de la collecte de tous les résultats obtenus lors du processus de résolution par tous les sous-projets Flux comme illustré dans la Figure 1 ci-dessous :

Figure 1. Image illustrant une distribution paramétrique, un Flux maître controlle plusieurs Flux escalves avec des configurations différentes de paramètres E/S ou géométriques.

Pour cette configuration, chaque projet esclave Flux a les mêmes propriétés :

Ils sont lancés en mode mono-coeur ;
La quantité de mémoire attribuée aux Flux esclaves est définie sur la même valeur que le Flux maître, si la mémoire est définie sur Dynamique pour le Flux maître, les Flux esclaves démarreront également avec une mémoire dynamique.

Comment mettre en place une distribution paramétrique avec Windows sur une seule machine

Pour Flux 2D et Flux 3D, les options de distribution paramétrique (nombre de Flux en parallèle) peuvent être réglés dans les options du Superviseur ou en cliquant sur le bouton Gestionnaire de distribution en bas à droite du Superviseur. Pour le module Flux Skew, cette fonctionnalité n'est pas encore disponible et s'exécutera automatiquement en mode séquentiel. Dans tous les cas, la distribution paramétrique peut être faite comme suit :

Le Gestionnaire de distribution peut être lancé dans les options du Superviseur, dans le menu Calcul Parallèle, dans la section Calcul Distribué puis Distribution Paramétrique cliquez sur le bouton Configurer les ressources ;

Figure 2. Les options du superviseur permettant de définir une distribution paramétrée.
Une fenêtre supplémentaire Gestionnaire de distribution doit apparaître et demande d'autoriser certaines ressources (Nombre de Flux en parallèle) pour la distribution paramétrique, cliquez sur Autoriser ;
Le Gestionnaire de distribution demande alors le Nombre de Flux en parallèle simultanés comme ci-dessous :

Figure 3. Le Gestionnaire de distribution demandant le Nombre de Flux en parallèle.

Note: Ce nombre est directement lié au nombre de cœurs disponibles sur la machine, le nombre de paramètres variables sont automatiquement répartis sur le nombre de Flux en parallèles simultanés.
Pour finir, cliquez sur Utiliser pour terminer les réglages de la distribution paramétrique.

Comment mettre en place une distribution paramétrique avec Linux sur une seule machine

Pour Flux 2D et Flux 3D, les options de distribution paramétrique (nombre de Flux en parallèle) peuvent être réglés dans les options du Superviseur ou en cliquant sur le bouton Gestionnaire de distribution en bas à droite du Superviseur. Pour le module Flux Skew, cette fonctionnalité n'est pas encore disponible et s'exécutera automatiquement en mode séquentiel. Dans tous les cas, la distribution paramétrique peut être faite comme suit :

La distribution paramétrique peut être démarrée en cliquant sur le bouton Gestionnaire de distribution en bas à droite du Superviseur comme indiqué ci-dessous :

Figure 4. Le bouton Gestionnaire de distribution dans le Superviseur Flux.

CAUTION:
Attention, sous Windows ce boutton démarrera CDE
Une fenêtre supplémentaire Gestionnaire de distribution doit apparaître et demande d'autoriser certaines ressources (Nombre de Flux en parallèle) pour la distribution paramétrique, cliquez sur Autoriser ;
Le Gestionnaire de distribution demande alors le Nombre de Flux en parallèle simultanés comme ci-dessous :

Figure 5. Le Gestionnaire de distribution demandant le Nombre de Flux en parallèle.

Note: Ce nombre est directement lié au nombre de cœurs disponibles sur la machine, le nombre de paramètres variables sont automatiquement répartis sur le nombre de Flux en parallèles simultanés.
Pour finir, cliquez sur Utiliser pour terminer les réglages de la distribution paramétrique.
Le Gestionnaire de distribution peut également être lancé dans les options du Superviseur, dans le menu Calcul Parallèle, dans la section Calcul Distribué puis Distribution Paramétrique cliquez sur le bouton Ressources locales ;

Définir un scénario paramétré dans Flux

Une fois la distribution réglée dans le Superviseur, elle peut être employée comme suit dans la boite de dialogue de définition d'un Scénario :

Cocher la case Distribution paramétrique dans le Scénario sélectionné.
Note: Tous les paramètres variables doivent être déclarés comme des Paramètres pilotés dans l'onglet Pilotage des paramètres, comme illustré ci-dessous dans la Figure 6.

Figure 6. IHM pour la définition d'un Scénario de résolution, avec (1) la Distribution paramétrée d'activée et (2) la liste des paramètres qui varient au cours du scénario.

Example of application

Pour montrer l'intérêt de la distribution paramétrique, considérons un projet de modélisation d'une machine synchrone à aimants permanents (MSAP) triphasée à huit pôles utilisant une application Flux 2D Magnétique Transitoire. Cette simulation sera contrôlée par la position angulaire du rotor de 0 à 90 degrés avec vitesse imposée qui est un scénario dépendant du temps. Pendant la distribution paramétrique, Flux calculera les résultats pour toutes les combinaisons de paramètres pour chaque pas de temps.

Machine synchrone à aimants permanents (PMSM) triphasée à huit pôles décrite dans Flux 2D.

Figure 7. Machine synchrone à aimants permanents (MSAP) triphasée à huit pôles décrite dans Flux 2D.

Le but est ici de faire une distribution paramétrique sur deux paramètres :

La vitesse qui est déclarée comme paramètre E/S contrôlée par le scénario et qui est utilisée par l'ensemble mécanique en rotation.
La forme de l'aimant avec la valeur de l'angle d'ouverture de l'aimant α définie avec un paramètre géométrique comme illustré ci-dessous.

Figure 8. Angle d'ouverture de l'aimant paramétré avec un paramètre géométrique qui peut être sélectionné comme étant un paramètre piloté dans le scénario.

Les deux paramètres peuvent avoir une influence sur les performances de la machine électrique. Une table résumant l'évolution des paramètres est disponible ci-dessous :

Table 1. Tableau récapitulant les paramètres, et leur plage de variation.
	Angle d'ouverture α (degrés)	Vitesse (tr/min)
Valeur minimale	130	1300
Valeur maximale	170	1700
Valeur de pas	10	100

D'après le tableau précédent, le nombre de pas à résoudre est de 2525 (5*5*101) avec cinq valeurs pour la vitesse, cinq valeurs pour l'angle d'ouverture de l'aimant sur un scénario avec 101 pas de temps.

Note: Les pas de temps ne peuvent pas être séparés dans plusieurs Flux en parallèle, une relation temporelle forte entre les pas est nécessaire pour résoudre une application magnétique transitoire. Cette relation n'existe pas dans l'application magneto-statique.

Les résultats obtenus par différents types de distribution utilisant un Nombre de Flux en parallèle différent défini dans le Gestionnaire de distribution sont tracés dans la Figure 9 en résolvant le même scénario avec 2525 pas de temps avec une valeur différente du nombre de Flux en parallèle. Le temps de calcul avec un seul Flux (calcul séquentiel) est considéré comme la référence et est fixé à 100% du temps de résolution.

Figure 9. Graphique représentant l'évolution du temps de calcul en fonction du nombre de Flux en parallèle.