Bolsa de PD em Geração Automática de Malha Não-Estruturada

Post-doctoral Fellowship in Automated Generation of Unstructured Mesh

Nº: 2918

Área de conhecimento: Engenharia

Field of knowledge: Engineering

Nº do processo FAPESP: 2014/50279-4

FAPESP process: 2014/50279-4

Título do projeto: Geração e adaptação automáticas de malhas para problema inverso em imageamento sísmico

Project title: Automated mesh generation and adaptation for inverse problem in seismic imaging

Área de atuação: Geração de malha não-estruturada, computação em paralelo, métricas anisotrópicas para geração de malha, imageamento sísmico, problemas inversos

Working area: Unstructured mesh generation, parallel computing, anisotropic metrics and mesh generation, seismic imaging, inverse problems

Quantidade de vagas: 1

Number of places: 1

Pesquisador principal: Julio Romano Meneghini

Principal investigator: Julio Romano Meneghini

Unidade/Instituição: RCGI - Research Centre for Gas Innovation/Poli-USP

Unit/Instituition: RCGI - Research Centre for Gas Innovation/Poli-USP

Data limite para inscrições: 10/06/2019

Deadline for submissions: 2019-06-10

Publicado em: 04/06/2019

Publishing date: 2019-06-04

Localização: Av. Prof. Mello Moraes, 2231 - Escola Politécnica de São Paulo (Engineering School of the University of São Paulo)

Locale: Av. Prof. Mello Moraes, 2231 - Escola Politécnica de São Paulo (Engineering School of the University of São Paulo)

E-mail para inscrições: rcgi.opportunities@usp.br

E-mail for proposal submission: rcgi.opportunities@usp.br

  • Resumo Summary

    Esta oportunidade é para se integrar ao projeto “Software technologies for simulation and inversion”, conduzido pelo Research Centre for Gas Innovation (RCGI), sediado na Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Um sumário do projeto pode ser encontrado no website do RCGI (www.rcgi.poli.usp.br).

    O RCGI é um dos Centros de Pesquisa em Engenharia (CPEs) criados pela FAPESP em parceria com instituições de ensino superior e pesquisa do Estado de São Paulo e a iniciativa privada.

    Em suma, como aplicar métodos de malhas não-estruturadas adaptativas é ainda uma questão aberta a ser pesquisada e aprofundada, ainda mais por ser uma abordagem incomum na geofísica. Malhas não-estruturadas podem ser construídas de forma que seus elementos sejam alinhados com descontinuidades das propriedades do meio. Isto inclui representar acuradamente a topologia geológica, horizontes de densidades e falhas.

    Também torna possível variar o tamanho dos elementos de forma a satisfazer certos requisitos de acurácia e de estabilidade numérica. A malha não-estruturada gerada é útil para abordagens de Elementos Finitos de alta ordem via Galerkin descontínuo com potencial de atingir soluções rapidamente e com acurácia desejada.

    Entretanto, a geração automática confiável de malhas não estruturadas de qualidade em geometrias complexas é um problema difícil e desafiador: interseções de diferentes horizontes de densidade, por exemplo, impõem restrições difíceis de serem satisfeitas e que, muitas vezes, acabam na prática comum de intervenções manuais para se obter qualidade de malha. Se intervenções manuais são frequentemente necessárias, como em um problema de inversão sísmica, a abordagem manual mostra-se impraticável. Adicionalmente, métodos automáticos de geração de malha foram concebidos para trabalhar em computação serial. Como desafio neste projeto, o desenvolvimento de bibliotecas de adaptação de malha anisotrópica em computação paralela será conduzido, e posteriormente integrado ao Firedrake, em ambiente de computação de alta performance HPC.

    Objetivos

    O pós doutorando contribuirá de acordo com os principais objetivos do projeto principal: 

    1. Geração automática de malha para problemas de inversão sísmica com computação paralela;
    2. Implementar métricas e métodos para adaptação de malhas não estruturadas com computação paralela.

    Requisitos para a vaga

    Este projeto é adequado para um candidato altamente motivado. São necessárias habilidades de programação, experiência de HPC, experiência em simulações baseadas em malha e proficiência em inglês para posições pós-doc. 

    O candidato a pós-doutorado deverá ter doutorado em matemática, física, computação ou engenharia. A experiência em geofísica ou problemas inversos é altamente desejada. 

    Informações sobre a bolsa 

    O candidato selecionado receberá uma bolsa de pós-doutorado FAPESP no valor de R$ 7.373,10 (cerca de US$ 2.200 dólares) mensalmente pagos em Reais e um fundo de contingência de pesquisa (reserva técnica), equivalente a 15% do valor anual da bolsa que deve ser gasto em itens diretamente relacionados à atividade de pesquisa, bem como o financiamento de deslocamento, se necessário e aplicável. Mais informações sobre a bolsa estão em: fapesp.br/bolsas/pd

    Maiores informações e inscrição em http://www.rcgi.poli.usp.br/opportunities (REF. 19PDR103).

    This opportunity is to integrate into project “Software technologies for simulation and inversion” of the Research Centre for Gas Innovation (RCGI) of the Engineering School of the University of São Paulo (POLI-USP). Summary of the program and projects can be found at the RCGI website (www.rcgi.poli.usp.br).

    RCGI is one of the Engineering Research Centres (ERCs) developed by the São Paulo Research Foundation (FAPESP) in partnership with higher education and research institutions from São Paulo State as well as the private sector.

    Summarily, how adaptive mesh methods should be applied in the context of unstructured mesh-based inversion methods is an open research question and an uncommon approach in geophysics. Unstructured meshes can be constructed such that element facets are aligned with discontinuities in material properties. This includes accurately following geological topology, density horizons in rock and faults. It is also possible to vary the size of the elements to satisfy accuracy or stability requirements. An unstructured mesh can then be used for example with an explicit high-order discontinuous Galerkin finite element formulation to achieve a fast accurate solution.

    However, automatically and robustly generating high quality unstructured meshes for complex geometries is well known as a hard problem. Multiple intersecting density horizons impose geometric constraints which can be difficult to satisfy. In practice a great deal of manual intervention is required to generate a mesh of suficient quality for modelling. It frequently requires additional manipulation of the surface geometries before a mesh is successfully created. Secondly, most mesh generators only work in serial and are therefore unsuitable for large meshes.

    The development of parallel anisotropic mesh adaptation library will be held in Firedrake and HPC framework.

    Objectives

    Post-doc will contribute aligned to main objectives of the main project: 

    1. Automated mesh generation for seismic inversion problems with parallel computing;
    2. Implement metrics and methods for adaptation of unstructured meshes with parallel computing.

    Requirements to fill the position

    This project would be well-suited to a highly motivated individual requiring Programming skills, HPC experience, experience in mesh based simulations and proficiency in English are required for Post-Doc positions. 

    The post-doc candidate should hold a PhD in Mathematics, Physics, Computation or Engineering. Experience in geophysics or inverse problems is desired.

    About the fellowship

    This opportunity is open to candidates of any nationalities. The selected candidate will receive a FAPESP’s Post-Doctoral fellowship in the amount of R$ 7,373.10 monthly and a research contingency fund, equivalent to 15% of the annual value of the fellowship which should be spent in items directly related to the research activity. 

    Applications at: http://www.rcgi.poli.usp.br/opportunities (REF. 19PDR103)