Un cálculo numérico acelerado del término de difusión en una ecuación de reacción-difusión no local
Autores: CRAUS, Mitic; PAVL, Silviu-Dumitru
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Un cálculo numérico acelerado del término de difusión en una ecuación de reacción-difusión no local
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Propuesto
Comparar
Cálculos numéricos
Término de difusión
Esquema de aproximación
Rendimiento.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
En este documento proponemos y comparamos dos métodos para optimizar los cálculos numéricos para el término de difusión en una formulación no local para una ecuación de reacción-difusión. El término de difusión es particularmente intensivo computacionalmente debido a la formulación integral, y por lo tanto encontrar una mejor manera de calcular su aproximación numérica podría ser de interés, dado que el análisis numérico suele tener lugar en dominios de entrada grandes con más de una dimensión. Después de introducir el modelo general de reacción-difusión, discutimos un esquema de aproximación numérica para el término de difusión, basado en un método de diferencias finitas. En las siguientes secciones proponemos dos algoritmos para resolver el esquema de aproximación numérica, centrándonos en encontrar una forma de mejorar el rendimiento temporal. Mientras que el primer algoritmo (secuencial) se utiliza como referencia para la medición del rendimiento, el segundo algoritmo (paralelo) se implementa utilizando dos tecnologías de paralelización de uso compartido de memoria diferentes: Open Multi-Processing (OpenMP) y CUDA. Todos los resultados se obtuvieron utilizando el modelo en aplicaciones de procesamiento de imágenes como restauración y segmentación de imágenes.
Descripción
En este documento proponemos y comparamos dos métodos para optimizar los cálculos numéricos para el término de difusión en una formulación no local para una ecuación de reacción-difusión. El término de difusión es particularmente intensivo computacionalmente debido a la formulación integral, y por lo tanto encontrar una mejor manera de calcular su aproximación numérica podría ser de interés, dado que el análisis numérico suele tener lugar en dominios de entrada grandes con más de una dimensión. Después de introducir el modelo general de reacción-difusión, discutimos un esquema de aproximación numérica para el término de difusión, basado en un método de diferencias finitas. En las siguientes secciones proponemos dos algoritmos para resolver el esquema de aproximación numérica, centrándonos en encontrar una forma de mejorar el rendimiento temporal. Mientras que el primer algoritmo (secuencial) se utiliza como referencia para la medición del rendimiento, el segundo algoritmo (paralelo) se implementa utilizando dos tecnologías de paralelización de uso compartido de memoria diferentes: Open Multi-Processing (OpenMP) y CUDA. Todos los resultados se obtuvieron utilizando el modelo en aplicaciones de procesamiento de imágenes como restauración y segmentación de imágenes.