Erweiterung einer Fluiddynamiksimulation um eine auf dem WENO-Schema basierende Interpolationsmethode

In dieser Arbeit wird die Implementierung eines auf dem WENO-Schema basierenden Interpolationsverfahrens beschrieben. Dieses wesentlich nicht oszillierende Interpolationsschema wird gegen den in einer Fluidsimulationssoftware bestehenden trilinearen Interpolationsalgorithmus evaluiert und anhand der Laufzeit, der Präzision und des Speicherverbrauchs bei unterschiedlichen Auflösungen bewertet. Es wird dabei zunächst ein 2D-Referenzalgorithmus in Matlab implementiert, später wird diese Implementierung nach C mit nVidia CUDA portiert und auf drei Dimensionen erweitert. Es werden numerische Ergebnisse erzeugt und graphisch dargestellt, welche die Vorzüge des WENO-Interpolationsverfahrens in den Punkten Präzision und Stabilität belegen. Im Anschluss wird auf die Ausführungszeit sowie den Speicherverbrauch eingegangen und Möglichkeiten genannt, das implementierte Verfahren zu verbessern. Der Interpolationsalgorithmus soll Bestandteil einer GPU-beschleunigten Strömungssimulation werden, die am Fraunhofer Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) in der Projektgruppe für Ressourceneffiziente Mechatronische Verarbeitungsmaschinen (RMV) am Standort Augsburg entwickelt wird. Die Arbeit wird am Institut in Betreuung von M. Sc., Dipl.-Ing. (FH) Stefan Krotil durchgeführt und seitens der Hochschule Augsburg von Prof. Dr. Gerhard Meixner betreut.