Memo. 1 Inleiding. 2 Testopstelling. 2.1 Simona. 2.2 Configuratie

Transcriptie

1 Memo Aan : M. Elorche / E. Spee Van : M. Wakker / P. van den Bosch Paraaf : Onderwerp : Testen Uniformering Waqua / Triwaq Datum : 28 september 2007 Kopie(en) : Projectnummer : A Inleiding Medio 2007 is de Simona versie beschikbaar gekomen waarin de verschillen tussen Waqua en Triwaq zijn opgeheven. In deze versie wordt één rekenschema gebruikt waarin zowel de Waqua als de Triwaq berekeningen worden afgehandeld. Alkyon is gevraagd om deze versie met een aantal praktijk simulaties te testen en de resultaten te vergelijken met de major release versie Simona2006_01. Het uitvoeren van analyses naar de oorzaken van eventuele verschillen was uitdrukkelijk geen onderdeel van de opdracht. In dit testverslag is dan ook volstaan met het presenteren van tabellen en figuren met de resultaten van de uitgevoerde berekeningen. 2 Testopstelling 2.1 Simona De Simona versie met uniformering Waqua/Triwaq is getest door de resultaten te vergelijken met de major release versie Simona 2006_01. Voor de major release is de Release 2006_01 gebruikt, voor de versie met uniformering is revisie 1118 gebruikt. Deze revisie is op 11 juli 2007 toegevoegd. 2.2 Configuratie Hier volgt de configuratie van de gebruikte computersystemen. Voor het parallel rekenen zijn twee identieke systemen gebruikt met beide een core 2 duo. In totaal zijn hierop dus vier rekenkernen aanwezig. Linux (2 identieke systemen) Systemen Besturingssysteem OpenSUSE 10.2 (64 bit) Processoren DuoCore GHz Geheugen 2 x 1 GB Externe software Perl (64 bit) MPI 1.05 (64 bit) Compiler Intel Fortran 9.0 compiler (32 bit) Windows Windows XP Pro SP2 (32 bit) DuoCore GHz 2 x 1 GB (32 bit) n.v.t. Visual Compaq compiler (32 bit)

2 blz. 2 van memo 2.3 Testbank Voor de vergelijking van de resultaten is de testbank gebruikt. De structuur van het te vergelijken materiaal is anders is dan de structuur van test-models, test-systems of testnautboom. Hierdoor is de perlscript niet meer toereikend en daarom is de hoofdperlscript iets aangepast. Een ander probleem is het geheugengebruik van de Matlab module. In principe worden alle mapvelden van de SDS in een Matlab structuur ingelezen. Voor de grote modellen die hier gebruikt zijn en het grote aantal mapvelden is het beschikbare geheugen niet toereikend. Daarom is een kleine aanpassing gemaakt in de inleesroutine (SiRead) zodat niet alle mapvelden worden ingelezen, maar de velden om de twee uur worden ingelezen.

3 blz. 3 van memo 3 Uitgevoerde simulaties Volgens opdracht zijn de volgende simulaties zijn uitgevoerd! "#! "# $! %# & ' (! %# & ' ) * +! "#, * +! "# -. &( ' %# & ' /,. &( ' %# & ' 0 * + "%! "#, * + "%! "# Tabel 2.1 Specificatie uitgevoerde testberekeningen Voor de testberekeningen is het Zeedelta model en het Kuststrook fijn model gebruikt. De simulatietijden van de berekeningen zijn: Zeedelta Tstart: ; Tstop: Kuststrook fijn Tstart: 0 Tstop: Gedurende de laatste 48 uur van de simulaties zijn er mapvelden uitgevoerd voor de waterstand, u- en v-snelheid en de saliniteit. De mapvelden zijn uitgevoerd met een increment van 0,5 uur. De resultaten van de uitgevoerde berekeningen zijn gebruikt voor een aantal vergelijkingen gemaakt waarmee inzicht wordt verkregen in de volgende aspecten: Verschil in resultaten tussen Simona en versie met uniformering. De vergelijken zijn gemaakt voor verschillende modellen en op verschillende hardware platforms. Hiervoor zijn de resultaten van de berekeningen (1-2), (3-4), (5-6), (7-8) en (9-10) met elkaar vergeleken; Verschil in resultaten Waqua en Triwaq berekeningen. De vergelijking is gemaakt voor Simona en voor de versie met uniformering. Hiervoor zijn de resultaten van de berekeningen (1-3) en (2-4) met elkaar vergeleken; Verschil in resultaten voor een sequentiële en een parallelle berekening. Deze vergelijking is gedaan voor zowel Simona als voor de versie met uniformering. Daarvoor zijn de resultaten van de berekeningen (3-7) en (4-8) met elkaar vergeleken. Verschil in resultaten bij berekeningen op een Linux en op een Windows platform. Deze vergelijking is gedaan voor zowel Simona als voor de versie met uniformering. Daarvoor zijn de resultaten van de berekeningen (5-9) en (6-10) met elkaar vergeleken.

4 blz. 4 van memo 4 Vergelijking resultaten De resultaten van de uitgevoerde berekeningen zijn onderling vergeleken. Bij de vergelijking is de testbank procedure gebruikt waarbij de mapvelden van de te vergelijken sommen zijn vergeleken. Hierbij worden de volgende kentallen bepaald: Max(dif) - maximale waarde van het absolute verschil van alle actieve punten en alle beschouwde mapvelden; 99%(dif) - maximale waarde van het absolute verschil van 99% van de actieve punten en alle beschouwde mapvelden (1% van de actieve punten met de hoogste afwijkingen worden dus niet meegenomen); rms(dif) - standaard afwijking voor de verschillen in alle actieve punten; mean(dif) -gemiddelde waarde voor de verschillen in alle actieve punten. Voor het bepalen van de kentallen worden alle actieve punten in beschouwing genomen. Hierbij wordt er geen rekening gehouden met droogval. In de praktijk blijkt de Max(dif) waarde dan ook vaak het resultaat te zijn van een verschil van een cel met en zonder droogval. Hierdoor zijn de waarden van de Max(dif) grootheid vaak niet realistisch. Vanwege geheugen problemen konden niet alle mapvelden in één sessie worden vergeleken. Om te zien of hier enige spreiding optreedt zijn de vergelijkingen in twee series uitgevoerd. In de eerste serie zijn de mapvelden van 0-48 uur met een increment van 2 uur vergeleken en in de tweede serie de mapvelden van 1-47 uur met een increment van 2 uur. Gezien de zeer geringe verschillen in de kentallen van de beide series (zie de tabellen ) zijn er voor de overige mapvelden geen vergelijkingen gemaakt. Vergelijking Simona en versie met uniformering De resultaten van de uitgevoerde vergelijkingen zijn in onderstaande tabellen met elkaar vergeleken. In de tabellen 3-1 tot en met 3-4 worden de resultaten van de twee Simona versies vergeleken. De gevonden verschillen in de tabellen zijn dus uitsluitend veroorzaakt door het gebruik van de versie met uniformering Waqua/Triwaq in plaats van de versie Simona Uit de tabellen volgt dat de verschillen voor de Waqua berekeningen klein zijn. Voor de Triwaq berekeningen (3-4 en 7-8) zijn de verschillen echter aanzienlijk. De 99% waarde geeft verschillen van orde.25 meter in de waterstand en 1.2 kg/m 3 voor de saliniteit. In de figuren 3-1 tot en met 3-10 zijn verschilpaatjes gepresenteerd waarin gezien kan worden waar de geconstateerde verschillen optreden. De verschilplaatjes zijn gemaakt voor het mapveld waarvoor de grootste maximale afwijking is gevonden. Uit de figuren 3.1 en 3.3 blijkt dat de verschillen voor de Triwaq berekening met het Zeedelta model met name op de riviertakken Maas en Lek voorkomen. In de Waqview plaatjes worden de droogval punten niet getekend (droogval filtering) echter als in één van de twee berekeningen droogval is, wordt het verschil toch gepresenteerd. Dit is in een aantal figuren te zien. Vergelijking Waqua en Triwaq berekeningen In de tabellen worden verschillen vergeleken tussen Waqua en Triwaq berekeningen uitgevoerd met zowel de major release versie Simona als met de versie met uniformering Waqua/Triwaq. De verschilplaatjes van de mapvelden die hierbij behoren zijn gepresenteerd in de figuren Uit de tabel 3.5 en de figuren 3.11 blijkt dat de verschillen tussen een Waqua en Triwaq berekening, berekend met Simona , van dezelfde orde van grootte zijn als de verschillen tussen een Triwaq berekening uitgevoerd met Simona en de versie met uniformering. Ook de plaatsen waar de verschillen optreden is globaal hetzelfde.

5 blz. 5 van memo Vergelijking sequentieel en parallel In de tabellen worden verschillen vergeleken tussen sequentiële en parallelle berekeningen uitgevoerd op met zowel de major release versie Simona als met de versie met uniformering Waqua/Triwaq. De verschilplaatjes van de mapvelden die hierbij behoren zijn gepresenteerd in de figuren De gevonden verschillen voor de waterstanden en snelheden tussen de sequentiële en parallelle berekeningen zijn erg klein. Voor de saliniteit zijn de verschillen weliswaar niet erg groot, maar de verschillen zijn bij de berekeningen met de versie met uniformering wel orde vijf maal zo groot als bij de major release versie. Vergelijking Linux en Windows In de tabellen worden verschillen vergeleken tussen berekeningen uitgevoerd op een Linux en een Windows platform, met zowel de major release versie Simona als met de versie met uniformering Waqua/Triwaq. De verschilplaatjes van de mapvelden die hierbij behoren zijn gepresenteerd in de figuren De gevonden verschillen blijken in alle gevallen verwaarloosbaar klein. Vergelijking performance Behalve een vergelijking van de resultaten is ook een vergelijking gemaakt van de rekentijden. Deze vergelijking is gebaseerd op de doorlooptijden van de sequentiële en parallelle berekeningen voor de versie Simona en de versie met uniformering. Deze rekentijden zijn in onderstaande tabel gepresenteerd. Programma doorlooptijd Sequentieel (3 en 4) Parallel (7 en 8) Simona 2006_01 10:03:28 8:23:16 Uniformering 13:17:44 9:55:52

6 blz. 6 van memo Tabel 3.1 Kentallen verschillen in de waterstand tussen Simona en versie met uniformering [m] Tabel 3.2 Kentallen verschillen voor de u-snelheids component tussen Simona en versie met uniformering [m/s] Tabel 3.3 Kentallen verschillen voor de v-snelheids component tussen Simona en versie met uniformering [m/s] Tabel 3.4 Kentallen verschillen voor de saliniteit tussen Simona en versie met uniformering [kg/m 3 ] Tabel 3.5 Verschillen in waterstand tussen Waqua en Triwaq voor Simona (1-3) en uniformerings versie (2-4) Tabel 3.6 Verschillen in u-snelheid tussen Waqua en Triwaq voor Simona (1-3) en uniformerings versie (2-4)

7 blz. 7 van memo Tabel 3.7 Verschillen in v-snelheid tussen Waqua en Triwaq voor Simona (1-3) en uniformerings versie (2-4) Tabel 3.8 Verschillen in saliniteit tussen Waqua en Triwaq voor Simona (1-3) en uniformerings versie (2-4) Tabel 3.9 Verschillen in waterstand tussen sequentiële en parallelle som voor Simona (3-7) en uniformerings versie (4-8) Tabel 3.10 Verschillen in u-snelheid tussen sequentiële en parallelle som voor Simona (3-7) en uniformerings versie (4-8) Tabel 3.11 Verschillen in v-snelheid tussen sequentiële en parallelle som voor Simona (3-7) en uniformerings versie (4-8) Tabel 3.12 Verschillen in saliniteit tussen sequentiële en parallelle som voor Simona (3-7) en uniformerings versie (4-8)

8 blz. 8 van memo Tabel 3.13 Verschillen in waterstand tussen Linux en Windows voor Simona (5-9) en uniformerings versie (6-10) Tabel 3.14 Verschillen in u-snelheid tussen Linux en Windows voor Simona (5-9) en uniformerings versie (6-10) Tabel 3.15 Verschillen in v-snelheid tussen Linux en Windows voor Simona (5-9) en uniformerings versie (6-10) Tabel 3.16 Verschillen in saliniteit tussen Linux en Windows voor Simona (5-9) en uniformerings versie (6-10)

9 blz. 9 van memo Figuur Verschillen in waterstand bij Simona en versie met uniformering (1-2); tijdstip minuten

10 blz. 10 van memo Figuur Verschillen in saliniteit bij Simona en versie met uniformering (1-2); tijdstip minuten