Original paper

PALM - A large-eddy simulation model performing on massively parallel computers

Raasch, Siegfried; Schröter, Michael

Meteorologische Zeitschrift Vol. 10 No. 5 (2001), p. 363 - 372

published: Oct 15, 2001

DOI: 10.1127/0941-2948/2001/0010-0363

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ArtNo. ESP025011005001, Price: 29.00 €

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Abstract

An existing code of a large-eddy simulation (LES) model for the study of turbulent processes in the atmospheric and oceanic boundary layer has been completely recoded for use on massively parallel systems with distributed memory. Parallelization is achieved by two-dimensional domain decomposition and communication is realized by the message passing interface (MPI). Periodic boundary conditions, which are used in both horizontal directions, helped to minimize the parallelization effort. The performance of the new PArallelized LES Model (PALM) is excellent on SGI/Cray-T3E systems and an almost linear speed-up is achieved up to very large numbers of processors. Parallelization strategy and model performance is discussed and validation experiments as well as future applications are presented.

Kurzfassung

Für Untersuchungen turbulenter Prozesse in der atmosphärischen und ozeanischen Grenzschicht wurde ein bereits existierender LES-Code zur Nutzung auf massiv parallelen Systemen mit verteiltem Speicher vollständig neu implementiert. Die Parallelisierung geschieht mittels zweidimensionaler Gebietszerlegung, wobei die Kommunikation zwischen den Prozessoren durch das Message Passing Interface (MPI) realisiert ist. Die im Modell in beiden horizontalen Richtungen verwendeten periodischen Randbedingungen tragen dazu bei, den Parallelisierungsaufwand zu minimieren. Auf SGI/Cray-T3E Systemen skaliert das neue PArallelisierte LES Modell (PALM) hervorragend: selbst bis zu einer großen Anzahl verwendeter Prozessoren wird ein nahezu linearer Speed-Up erreicht. In dieser Arbeit werden neben der Parallelisierungsstrategie sowohl die Ergebnisse von Skalierungstests und Validierungsrechnungen präsentiert und diskutiert, als auch zukünftige Anwendungen des Modells aufgezeigt.