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Simulaciones numéricas aceleradas de un modelo de reacción-difusión-advección utilizando Julia-CUDA

Autores: Ciaramella, Angelo; De Angelis, Davide; De Luca, Pasquale; Marcellino, Livia

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Simulaciones numéricas aceleradas de un modelo de reacción-difusión-advección utilizando Julia-CUDA


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Emergencia
Sistemas informáticos exaescala
Desafíos
Computación científica
Modelado de angiogénesis tumoral
Implementación paralela

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 21

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El surgimiento de sistemas de computación exascala presenta tanto oportunidades como desafíos en la computación científica, especialmente para modelos matemáticos complejos que requieren implementaciones de alto rendimiento. Este documento aborda estos desafíos en el contexto de aplicaciones biomédicas, centrándose específicamente en la modelización de la angiogénesis tumoral. Presentamos una implementación paralela para resolver un sistema de ecuaciones diferenciales parciales que describen la dinámica de la formación de vasos sanguíneos inducida por tumores. Nuestro enfoque aprovecha el lenguaje de programación Julia y sus capacidades CUDA, combinando un paradigma de alto nivel con una aceleración eficiente de GPU. La implementación incorpora estrategias avanzadas de optimización para la gestión de memoria y organización de núcleos, demostrando mejoras significativas de rendimiento para simulaciones a gran escala manteniendo la precisión numérica. Los resultados experimentales confirman las ganancias de rendimiento y la fiabilidad de la implementación paralela propuesta.

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