Dynamique de la matière molle avec recherche de voisinage basée sur Delaunay – SOMA-DNS

Dans toutes les simulations de suspensions colloïdales, le principal goulot d'étranglement relatif aux temps de calcul est la recherche de voisinage, qui requiert une attention particulière. La plupart du temps, cette recherche est effectuée par des méthodes basées sur des grilles, des listes de Verlet ou des combinaisons des deux méthodes. Les équipes XLIM et IRCER collaborent sur cette thématique depuis 2015 avec plusieurs publications.écemment, une nouvelle technique basée sur les triangulations de Delaunay en 2D sur GPU a été proposée par les participants chiliens au présent projet, qui semble prometteuse surtout pour les techniques mésoscopiques. À notre connaissance, l'approche basée sur les triangulations de Delaunay pour les simulations en 2D n'a jamais été appliquée pour la simulation de la dynamique de la matière molle en 3D.

La première étape du projet a été l’achat de processeurs GPU pour le calcul scientifique, qui ont été livrés et installés au printemps 2021 au sein d’un cluster de calcul accessible à tous les participants. Ce cluster est géré et maintenu par la DSI de l’Université de Limoges: www.unilim.fr/dsi/

La partie scientifique a réellement démarré à partir du 1er septembre 2021, avec le recrutement d’un étudiant en thèse et d’un ingénieur de recherche, et les résultats obtenus jusqu’ici sont conformes aux prévisions:
- Le site web du projet est opérationnel et devrait être enrichi au fur et à mesure de l’avancement du projet: gitlab.xlim.fr/soma-dns/project
- Le premier livrable scientifique concerne le code de simulation pour l’approche Delaunay 2D. Il s’agissait de présenter une preuve de concept permettant de démontrer l’intérêt de cette approche pour des simulations à base de particules de différents types, ce qui a fait l’objet d’une publication sous forme de poster et d'un code de calcul disponible en ligne
- En ce qui concerne le code de simulation pour les suspensions colloïdales en dynamique brownienne, plusieurs versions ont été développées et aucune n’est encore publiée mais cela devrait être le cas dans les prochaines semaines.

Pour la suite du projet, nous estimons que la livraison des codes de calcul décrits dans le document soumis initialement à l’ANR devrait être conforme aux prévisions:
- Code de simulation pour l’approche Delaunay 3D prévu à T0+27
- Code de simulation pour les suspensions colloïdales complexes (dynamique brownienne) prévu à T0+21
- Code de simulation pour les suspensions colloïdales (SRD-MD) prévu à T0+27
- Code de simulation pour les suspensions colloïdales avec contraintes prévu à T0+36
- Code de simulation pour les suspensions colloïdales intégrant l’approche Delaunay 3D prévu à T0+45

La partie du projet liée à l’approche Delaunay a fait l’objet d’une publication sous forme de poster présenté à la conférence Eurographics 2022 (Reims): diglib.eg.org/handle/10.2312/egp20221002
Le code correspondant est disponible en ligne: gitlab.com/hporro01/mcleap

Pour la partie liée à la simulation de suspensions colloïdales, un poster sera présenté lors des Journées de la Matière Condensée (JMC) qui se tiendra à Lyon du 22 au 26 août 2022: “SRD-MD simulations of colloidal suspensions in confined environments” (H. Semaan, M. Cerbelaud, B. Crespin et A. Videcoq)
Site web de la conférence: jmc2022.univ-lyon1.fr/fr

Dans le domaine de la Science des Matériaux, de nombreuses simulations numériques ont été développées afin d'étudier les fluides complexes, polymères en supension, suspensions colloïdales, etc. Le goulot d'étranglement est lié à la recherche de voisinage, qui permet de déterminer l'ensemble des particules voisines dans un certain rayon. Le présent projet vise à étudier ce problème en utilisant une approche basée sur une triangulation de Delaunay en 3D, grâce à une collaboration entre deux équipes à l'Université de Limoges et une équipe au Chili. Nous souhaitons étendre une approche parallèle sur GPU existante depuis la 2D vers la 3D, ce qui présente plusieurs challenges, et proposer une librairie de calcul simple à utiliser et à adapter pour différents types de simulations. Pour atteindre cet objectif nous souhaitons recruter un étudiant en doctorat co-supervisé pour 36 mois et un ingénieur de recherche pour 24 mois. Le total de la somme demandée est de 331?825 €.