DOI: https://doi.org/10.26089/NumMet.v16r456

Исследование эффективности распараллеливания вычислений при моделирования течений вязкой несжимаемой среды методом LS-STAG на системах с общей памятью

Авторы

  • И.К. Марчевский
  • В.В. Пузикова

Ключевые слова:

технология IntelR CilkTM Plus
технология IntelR Threading Building Blocks
технология OpenMP
библиотека IntelR Math Kernel Library
разреженные линейные системы
метод FGMRES
метод BiCGStab
решатель PARDISO
вязкая несжимаемая среда
метод погруженных границ LS-STAG

Аннотация

Для моделирования течений вязкой несжимаемой среды методом погруженных границ LS-STAG и его модификациями разработан параллельный программный комплекс LS-STAG_ext. Комплекс позволяет моделировать обтекание движущихся профилей произвольной формы и систем из любого числа профилей, имеющих одну или две степени свободы. Комплекс LS-STAG_ext поддерживает использование таких технологий параллельного программирования, как IntelR CilkTM Plus, IntelR Threading Building Blocks и OpenMP. Представлены результаты сравнения эффективности реализованных в программном комплексе LS-STAG_ext параллельных алгоритмов с аналогами из высокопроизводительной библиотеки IntelR Math Kernel Library. Описаны особенности реализации в разработанном программном комплексе алгоритма метода FGMRES для решения систем линейных алгебраических уравнений.

Новые вычислительные технологии

Загрузки

Опубликован

2015-10-19

Выпуск

Том 16 (2015): Выпуск 4.

Раздел

Раздел 1. Вычислительные методы и приложения

Авторы

И.К. Марчевский

Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана,
факультет фундаментальных наук
Рубцовская наб., 2/18, 105005, Москва
• доцент

В.В. Пузикова

Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана,
факультет фундаментальных наук
Рубцовская наб., 2/18, 105005, Москва
• ассистент

Библиографические ссылки

  1. R. Mittal and G. Iaccarino, “Immersed Boundary Methods,”Annu. Rev. Fluid Mech. 37, 239–261 (2005).
  2. Y. Cheny and O. Botella, “The LS-STAG Method: A New Immersed Boundary/Level-Set Method for the Computation of Incompressible Viscous Flows in Complex Moving Geometries with Good Conservation Properties,” J. Comput. Phys. 229 (4), 1043–1076 (2010).
  3. S. Osher and R. Fedkiw, Level Set Methods and Dynamic Implicit Surfaces (Springer, New York, 2003).
  4. V. V. Puzikova and I. K. Marchevsky, “Extension of the LS-STAG Immersed Boundary Method for RANS-Based Turbulence Models and Its Application for Numerical Simulation in Coupled Hydroelastic Problems,” in Proc. 6th Int. Conf. on Coupled Problems in Science and Engineering, Venice, Italy, May 18–20, 2015 (Int. Center for Numer. Methods in Engineering, Barcelona, 2015), pp. 532–543.
  5. V. V. Puzikova, “On Generalization of the LS-STAG Immersed Boundary Method for Large Eddy Simulation and Detached Eddy Simulation,” in Advanced Problems in Mechanics International Summer School-Conference (Inst. for Problems in Mechanical Engineering, St.-Petersburg, 2015), pp. 411–417.
  6. V. V. Puzikova and I. K. Marchevsky, “Application of the LS-STAG Immersed Boundary Method for Numerical Simulation in Coupled Aeroelastic Problems,” in Proc. 11th World Congress on Computational Mechanics, 5th European Conference on Computational Mechanics, 6th European Conference on Computational Fluid Dynamics, Barcelona, Spain, July 20–25, 2014 (Int. Center for Numer. Methods in Engineering, Barcelona, 2014), pp. 1995–2006.
  7. Intel(R) Cilk(TM) Plus [Electronic resource]. https://software.intel.com/ru-ru/node/522579. Cited December 3, 2015.
  8. J. Reinders, Intel Threading Building Blocks: Outfitting C++ for Multi-Core Processor Parallelism (O’Reilly, Sebastopol, 2007).
  9. IntelR© Math Kernel Library Documentation [Electronic resource]. https://software.intel.com/en-us/articles/intel-math-kernel-library-documentation. Cited December 3, 2015.
  10. V. V. Puzikova, “Construction of the Level Function for aProfile of Arbitrary Shape by the LS-STAG Method when Modeling of Flow about this Profile,” Vestn. Bauman Mosk. Tekh. Univ., Ser.: Natural Sci., No. 2, 163–173 (2012).
  11. H. A. van der Vorst, “Bi-CGSTAB: A Fast and Smoothly Converging Variant of Bi-CG for Solution of Nonsymmetric Linear Systems,” SIAM J. Sci. Stat. Comp. 13 (2), 631–644 (1992).
  12. M. Yu. Balandin and E. P. Shurina, Methods for Solving Systems of Linear Algebraic Equations of High Dimension (Novosibirsk Tekh. Univ., Novosibirsk, 2000) [in Russian].
  13. P. Wesseling, An Introduction to Multigrid Methods (Willey, Chichester, 1991).
  14. O. Schenk and K. Gärtner, “Solving Unsymmetric Sparse Systems of Linear Equations with PARDISO,” Future Gener. Comput. Syst. 20 (3), 475–487 (2004).
  15. Y. Saad, Iterative Methods for Sparse Linear Systems (PWS Publ., New York, 1996).