Telemac, een numeriek simulatie systeem voor waterbouwkundige, is in 1987 ontwikkeld door EDF R&D. Telemac simuleert oppervlakte- en grondwaterbewegingen met behulp van eindige elementen methode (FEM) technologie. Ook de weerslag van watergolven, slibtransport in rivieren en waterkwaliteit kan Telemac in haar numerieke model opnemen. Telemac is een software raamwerk en bestaat uit 3 onderdelen; Estel-3D, Telemac-3D en Spartacus-3D. Voor elk van deze software onderdelen is het mogelijk om high performance computing toe te passen om sneller tot resultaat te komen.Telemac, een numeriek simulatie systeem voor waterbouwkundige, is in 1987 ontwikkeld door EDF R&D. Telemac simuleert oppervlakte- en grondwaterbewegingen met behulp van eindige elementen methode (FEM) technologie. Ook de weerslag van watergolven, slibtransport in rivieren en waterkwaliteit kan Telemac in haar numerieke model opnemen. Telemac is een software raamwerk en bestaat uit 3 onderdelen; Estel-3D, Telemac-3D en Spartacus-3D. Voor elk van deze software onderdelen is het mogelijk om high performance computing toe te passen om sneller tot resultaat te komen.

1. Waarom de combinatie Telemac en High Performance
Computing
regardo.nl/waarom-de-combinatie-telemac-en-high-performance-computing-2015-03-10/
Ben Kemp
Telemac, een numeriek simulatie systeem voor waterbouwkundige, is
in 1987 ontwikkeld door EDF R&D. Telemac simuleert oppervlakte- en
grondwaterbewegingen met behulp van eindige elementen methode
(FEM) technologie. Ook de weerslag van watergolven, slibtransport in
rivieren en waterkwaliteit kan Telemac in haar numerieke model
opnemen. Telemac is een software raamwerk en bestaat uit 3
onderdelen; Estel-3D, Telemac-3D en Spartacus-3D. Voor elk van
deze software onderdelen is het mogelijk om high performance
computing toe te passen om sneller tot resultaat te komen.
Telemac is geprogrammeerd in FORTRAN90. In Telemac applicatie staat de Navier-Stokes algoritme
centraal. De Boussinesq benadering is van toepassing op de berekening van het momentum binnen
Navier-Stokes. De oplossings algoritmes zijn gebaseerd op eindige elementen methode (FEM).
Hiermee is de ruimte op te delen in de vorm van een ongestructureerde raster bestaande uit
driehoeken. Deze structuur leent zich goed om de gebieden die interessant zijn – waarbij bijvoorbeeld
veel turbulentie is – ter verfijnen om de details beter te onderzoeken.
Telemac doorloopt de bekende stappen die ook van toepassing zijn bij soortgelijke software simulatie
pakketten namelijk; (1) de voor-verwerking, (2) de verwerking, (3) de na-verwerking. De meest
tijdrovende taak is de voor-verwerking. De voor-verwerking is het opbouwen van het ruimtelijke model.
Aangezien de simulatie van het vloeistof-vraagstuk in de knooppunten van elke cel is geformuleerd, is
het duidelijk dat de nauwkeurigheid en de rekenefficiëntie van het model direct afhankelijk is van het
aantal knooppunten. Het is ook evident dat de nauwkeurigheid beter is naarmate het aantal
knooppunten. Hieruit is ook te concluderen dat het aantal cellen bepaald hoelang het duurt voordat het
model klaar is voor de na-verwerking.
Rekencapaciteit om aan de gestelde model nauwkeurig te voldoen
De benodigde afweging is tussen de beschikbare rekencapaciteit van het computer systeem en het
doel van het onderzoek onderhanden met de afgesproken nauwkeurigheid. De ‘tussen’ oplossing is om
een onregelmatige ruimtelijke model te ontwerpen en alleen die gebieden te verfijnen waar interesse
voor is. De interesse gebieden zijn vaak waar de vloeistofeigenschappen sterk variëren. Sommige
numerieke modellen zijn zo ontworpen om de interesse gebieden intelligent te ontdekken en de het
ruimtelijke model hierop aan te passen.
Rekencapaciteit om de productiviteit te verhogen
Naast het betrachte nauwkeurigheid is er nog een reden om de rekencapaciteit uit te breiden. De
reden is een pure productiviteits-motivatie. Het wachten op resultaten van het ingebrachte model heeft
niet de voorkeur qua werkwijze. In de idealer situatie worden de resultaten van de veranderingen in het
model real-time (direct) op het scherm geproduceerd. Er is een kanttekening. Het FEM algoritme is
geschikt voor het oneindige parallelliseren – met andere woorden – met het verdubbelen van het aantal
cores zal de rekentijd niet halveren. Naar verloop van het toevoegen van het aantal cores zal de
rekentijd afvlakken. Telemac verwerking laat zich goed parallelliseren maar heeft wel een maximum
aantal cores – van dat punt heeft het geen nut om meerdere cores aan de rekencapaciteit toe te

2. voegen.
In 2014 hebben hebben we een project uitgevoerd voor een waterbouwkundige ingenieurs bureau. Het
project bestond om de Linux Cluster- High Performance Computing omgeving – omgeving te
verbeteren voor de applicaties Telemac en Delft3D en een Cloud-burst faciliteit er aan toe te voegen.