High-frequency ground motion simulations pose a grand challenge in computational seismology. Two main factors drive this challenge. First, to account for higher frequencies, we have to extend our numerical models, e.g., by considering anelasticity, or by including mountain topography. Second, even if we were able to keep our models unchanged, simply doubling the frequency content of a seismic wave propagation solver requires a sixteen-fold increase in computational resources due to the used four-dimensional space-time domains. This work presents the Extreme Scale Discontinuous Galerkin Environment (EDGE) in the context of high-frequency ground motion simulations. Our presented enhancements cover the entire spectrum of the unstructured finite element solver. This includes the incorporation of anelasticity, the introduction of a next-generation clustered local time stepping scheme, and the introduction of a completely revised communication scheme. We close the modeling and simulation loop by presenting our new and rich preprocessing, which drives the high problem-awareness and numerical efficiency of the core solver. In summary, the presented work allows us to conduct large scale high-frequency ground motion simulations efficiently, routinely and conveniently. The soundness of our work is underlined by a set of high-frequency verification runs using a realistic setting. We conclude the presentation by studying EDGE's combined algorithmic and computational efficiency in a demanding setup of the 2014 Mw 5.1 La Habra earthquake. Our results are compelling and show an improved time-to-solution by over 10x while scaling strongly from 256 to 1,536 nodes of the Frontera supercomputer with a parallel efficiency of over 95%.


翻译:高频地面运动模拟在计算地震学上构成一个巨大的挑战。 有两个主要因素驱动这项挑战。 首先, 为计算高频率, 我们必须扩展我们的数字模型, 比如考虑无弹性, 或者包括山地地形。 其次, 即使我们能够保持模型不变, 仅仅将地震波传播软件的频率内容翻倍就要求由于使用四维空间时空域而使计算资源增加16倍。 这项工作在高频地面运动模拟中展示了极端规模不连续的 Galerkin 环境( EDGE ) 。 我们提出的增强措施涵盖了非结构化有限元素解析器的整个范围。 这包括纳入弹性, 引入下一代当地集束时间加速计划, 以及引入一个完全修改的通信计划。 我们通过展示我们新的和丰富的预处理, 推动核心解算器的高度问题理解和数字效率。 总之, 我们介绍的工作使我们能够在高频率地面运动中进行大规模高频级的升级, 定期和方便地进行超时程模拟, 我们的快速和快速的地震模拟, 以高超时空的频率来进行我们快速的变压的变压。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
50+阅读 · 2021年8月8日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
247+阅读 · 2020年4月19日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
152+阅读 · 2019年10月12日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium5
中国图象图形学学会CSIG
1+阅读 · 2021年11月11日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Summarization with Graphical Elements
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月15日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
50+阅读 · 2021年8月8日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
247+阅读 · 2020年4月19日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
152+阅读 · 2019年10月12日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
相关资讯
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium5
中国图象图形学学会CSIG
1+阅读 · 2021年11月11日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员