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PARALELIZAÇÃO EM GPU DE ALGORITMOS DE N CORPOS E APLICAÇÕES A SISTEMAS PLANETÁRIOS EXTRASSOLARES

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dc.creator COSTA DE SOUZA, ALAN
dc.contributor.advisor1 ROIG, FERNANDO VIRGILIO
dc.date.accessioned 2022-03-18T18:02:44Z
dc.date.issued 2020-03-30
dc.identifier.citation COSTA DE SOUZA, ALAN. PARALELIZAÇÃO EM GPU DE ALGORITMOS DE N CORPOS E APLICAÇÕES A SISTEMAS PLANETÁRIOS EXTRASSOLARES. 2020, 106 páginas da Tese do Programa de Pós-Graduação em Astronomia - Observatório Nacional, ON . por
dc.identifier.uri http://localhost:8080/tede/handle/tede/67
dc.description.resumo PARALELIZAÇÃO EM GPU DE ALGORITMOS DE N CORPOS E APLICAÇÕES A SISTEMAS PLANETÁRIOS EXTRASSOLARES Alan Costa de Souza RESUMO Nesta tese, analisamos a viabilidade e implementamos a paralelização de algoritmos para resolver as equações planetárias de movimento em placas GPU. Com base na versão seqüencial do algoritmo Helio, que faz parte do software Swifter, fizemos a tradução do código de Fortran para C e, em seguida, sua paralelização em CUDA. Testamos três abordagens diferentes para paralelização: (i) o algoritmo simplético de Ruth para um sistema de N corpos, com N grande, (ii) o algoritmo Helio também para um sistema de muitos corpos, e (iii) o algoritmo Helio aplicado a uma grade de condições iniciais para um problema de poucos corpos. Concluímos que as versões paralelizadas do algoritmo de Ruth e da grade de condições iniciais são muito mais eficientes em termos computacionais do que suas contrapartes seriais. Por outro lado, o algoritmo Helio aplicado a um sistema de muitos corpos mostra um desempenho, em relação à versão serial, que depende das placas de GPU e CPUs usadas. Juntamente com a paralelização, implementamos o cálculo de alguns indicadores de caos, em particular o indicador MEGNO, e validamos nosso código reproduzindo resultados conhecidos da literatura. Por fim, aplicamos o código que paraleliza uma grade de condições iniciais ao estudo da estabilidade de três sistemas planetários extrassolares: Kepler-419, Kepler-59 e Kepler-46. O interesse nestes sistemas é porque seus parâmetros dinâmicos foram obtidos através da análise de variações de tempo de trânsito e queremos verificar se os sistemas são estáveis ou não dentro dos intervalos de incerteza de seus parâmetros. por
dc.description.abstract GPU PARALLELIZATION OF N-BODY ALGORITHMS AND APPLICATIONS TO EXTRASOLAR PLANETARY SYSTEMS Alan Costa de Souza ABSTRACT In this thesis, we analyzed the feasibility and implemented the parallelization of algorithms to solve the planetary equations of motion on GPU cards. Based on the sequential version of the Helio algorithm, which is part of the Swifter software, we made the translation of the code from Fortran to C and then its parallelization in CUDA. We tested three different approaches to parallelization: (i) the symplectic algorithm of Ruth for a system of N bodies, with N large, (ii) the Helio algorithm also for a system of many bodies, and (iii) the Helio algorithm applied to a grid of initial conditions for a few-body problem. We conclude that the parallelized versions of both the Ruth algorithm and the grid of initial conditions are much more computationally efficient than their serial counterparts. On the other hand, the Helio algorithm applied to a many body system shows a performance with respect to the serial version that depends on the GPU cards and CPUs used. Together with the parallelization, we implemented the calculation of some chaos indicators, in particular the MEGNO indicator, and we validate our code by reproducing well known results from the literature. Finally, we applied the code that parallelizes a grid of initial conditions to the study of the stability of three extra-solar planetary systems: Kepler-419, Kepler-59 and Kepler-46. The interest on these systems is because their dynamical parameters have been obtained through the analysis of transit timing variations, and we want to verify whether the systems are stable or not within the uncertainties of their parameters. KEYWORDS N-body problem; extrasolar planets; chaos; GPU acceleration eng
dc.description.provenance Submitted by Christianne Baptista (christiannegarnier@on.br) on 2022-03-18T18:02:44Z No. of bitstreams: 1 Alan Costa de Souza.pdf: 8561924 bytes, checksum: 6c5427a5522ce83c9d65b1b5ae029e60 (MD5) eng
dc.description.provenance Made available in DSpace on 2022-03-18T18:02:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alan Costa de Souza.pdf: 8561924 bytes, checksum: 6c5427a5522ce83c9d65b1b5ae029e60 (MD5) Previous issue date: 2020-03-30 eng
dc.description.sponsorship Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES por
dc.format application/pdf *
dc.language por por
dc.publisher Observatorio Nacional por
dc.publisher.department Divisão de Programas de Pós-Graduação - DIPPG por
dc.publisher.country Brasil por
dc.publisher.initials ON por
dc.publisher.program Programa de Pós-Graduação em Astronomia por
dc.rights Acesso Aberto por
dc.subject problema de N corpos;planetas extrassolares;caos;aceleração em GPU por
dc.subject.cnpq ASTRONOMIA::ASTROFISICA EXTRAGALACTICA por
dc.title PARALELIZAÇÃO EM GPU DE ALGORITMOS DE N CORPOS E APLICAÇÕES A SISTEMAS PLANETÁRIOS EXTRASSOLARES por
dc.type Tese por


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