Inhalt der Diplomarbeit ist die effiziente Parallelisierung eines Codes zur Simulation von turbulenten Strömungen mittels des Lattice-Boltzmann-Verfahrens (LB) auf einem PC-Cluster.

Um turbulente Strömungen bei höheren Reynoldszahlen mittels des LB-Verfahrens berechnen zu können, wurde das Smagorinsky-Subgrid-Modell, das aus der Large-Eddy-Simulation (LES) bekannt ist, in das LB-Verfahren über die Methode der Multirelaxation integriert.

Das Kapitel über die Grundlagen von turbulenten Strömungen und ihre Simulation gibt einen Überblick über gängige Verfahren der turbulenten Strömungssimulation und führt schrittweise auf das verwendete LB-LES-Kombinationsverfahren hin.

Zuerst wurde ein serieller Code geschrieben und dieser speziell für die Zielplattfrom eines PC-Clusters bestehend aus Dual-Xeon-Prozessor-Knoten optimiert. Es wurden verschiedenste Optimierungsmethoden ausprobiert. Dabei kam auch die Technologie der SSE2-Prozessorerweiterungen zum Einsatz. Anschließend wurde der serielle Code über ein Gebietszerlegungsverfahren mittels MPI parallelisiert. Hierbei wurden ebenfalls verschiedene Optimierungen in Bezug auf Überlappung von Kommunikation und Berechnung ausprobiert. Sämtliche Optimierungen im seriellen wie parallelen Fall wurden gemessen und bewertet. Zusätzlich wurden die seriellen Optimierungen auf einer Itanium2-Maschine getestet, um den Einfluss der Rechnerarchitektur abzuschätzen.

Am Ende steht ein effizient parallelisierter, physikalisch korrekter Code und die Einsicht, dass optimale Geschwindigkeit nur bei spezieller Optimierung für eine bestimmte Rechnerarchitektur zu erreichen ist.