https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/3555
File | Description | Size | Format | |
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joventinodeoliveiracampos.pdf | 3.52 MB | Adobe PDF | View/Open |
Type: | Dissertação |
Title: | Método de lattice Boltzmann para simulação da eletrofisiologia cardíaca em paralelo usando GPU |
Author: | Campos, Joventino de Oliveira |
First Advisor: | Rocha, Bernardo Martins |
Co-Advisor: | Santos, Rodrigo Weber dos |
Referee Member: | Giraldi, Gilson Antônio |
Referee Member: | Lobosco, Marcelo |
Referee Member: | Queiroz, Rafael Alves Bonfim de |
Resumo: | Este trabalho apresenta o método de lattice Boltzmann (MLB) para simulações computacionais da atividade elétrica cardíaca usando o modelo monodomínio. Uma implementação otimizada do método de lattice Boltzmann é apresentada, a qual usa um modelo de colisão com múltiplos parâmetros de relaxação conhecido como multiple relaxation time (MRT), para considerar a anisotropia do tecido cardíaco. Com foco em simulações rápidas da dinâmica cardíaca, devido ao alto grau de paralelismo presente no MLB, uma implementação que executa em uma unidade de processamento gráfico (GPU) foi realizada e seu desempenho foi estudado através de domínios tridimensionais regulares e irregulares. Os resultados da implementação para simulações cardíacas mostraram fatores de aceleração tão altos quanto 500x para a simulação global e para o MLB um desempenho de 419 mega lattice update per second (MLUPS) foi alcançado. Com tempos de execução próximos ao tempo real em um único computador equipado com uma GPU moderna, estes resultados mostram que este trabalho é uma proposta promissora para aplicação em ambiente clínico. |
Abstract: | This work presents the lattice Boltzmann method (LBM) for computational simulations of the cardiac electrical activity using monodomain model. An optimized implementation of the lattice Boltzmann method is presented which uses a collision model with multiple relaxation parameters known as multiple relaxation time (MRT) in order to consider the anisotropy of the cardiac tissue. With focus on fast simulations of cardiac dynamics, due to the high level of parallelism present in the LBM, a GPU parallelization was performed and its performance was studied under regular and irregular three-dimensional domains. The results of our optimized LBM GPU implementation for cardiac simulations shown acceleration factors as high as 500x for the overall simulation and for the LBM a performance of 419 mega lattice updates per second (MLUPS) was achieved. With near real time simulations in a single computer equipped with a modern GPU these results show that the proposed framework is a promising approach for application in a clinical workflow. |
Keywords: | Método de lattice Boltzmann Eletrofisiologia cardíaca Monodomínio Computação de alto desempenho Lattice Boltzmann method Cardiac electrophysiologoy Monodomain High performace Computation |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA |
Language: | por |
Country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) |
Institution Initials: | UFJF |
Department: | ICE – Instituto de Ciências Exatas |
Program: | Programa de Pós-graduação em Modelagem Computacional |
Access Type: | Acesso Aberto |
URI: | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/3555 |
Issue Date: | 26-Jun-2015 |
Appears in Collections: | Mestrado em Modelagem Computacional (Dissertações) |
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