Исследование эффективности распараллеливания расчета движения подвижных тел и свободных поверхностей на компьютерах с распределенной памятью

Моделирование нестационарного движения жидкости в расчетных областях, имеющих подвижные границы, а также моделирование контактных границ раздела фаз (свободная поверхность) являются неотъемлемой частью современных задач вычислительной гидродинамики. В программном комплексе FlowVision используется наиболее универсальный метод расчета таких границ, основанный на эйлеровых расчетных сетках. В этом методе перемещение твердых границ и свободных поверхностей во времени приводит к образованию новых и исчезновению старых расчетных ячеек, причем общее количество ячеек может существенно меняться. В программном комплексе FlowVision используется автоматическая динамическая адаптация расчетной сетки в процессе решения, что также приводит к изменению как топологической структуры сетки, так и ее размера. По этим причинам возникает задача о балансировке параллельных вычислений для расчетной сетки, последовательно меняющейся в процессе численного моделирования. Статическая декомпозиция задачи по процессорам (т.е. один раз в начале расчета) может приводить к нарушению межпроцессорного баланса вычислений и потере параллельной эффективности в процессе движения границ расчетной области или адаптации расчетной сетки. С другой стороны, полное перевычисление декомпозиции может приводить к большой межпроцессорной миграции данных и, соответственно, к замедлению вычислительного алгоритма. В данной работе описывается подход, позволяющий эффективно обойти основные трудности параллельной реализации технологий подвижных тел и свободных поверхностей. Приводятся результаты численных экспериментов по масштабируемости предложенных алгоритмов на примере моделирования при помощи FlowVision задачи всплытия подводной лодки.

pv

 

 Доклад на конференции "ПаВТ - 2009": "Исследование эффективности распараллеливания расчета движения подвижных тел и свободных поверхностей во FlowVision на компьютерах с распределенной памятью", А. А. Аксенов, А. А. Дядькин, С. А Харченко, 2009 г. - PDF -файл, 1391 КБ