МЕТОДЫ РАСПАРАЛЛЕЛИВАНИЯ МНОГОМЕРНЫХ ЗАДАЧ ГАЗОВОЙ ДИНАМИКИ С ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬЮ НА СЕТКАХ БЛОЧНО-МАТРИЧНОГО ТИПА

Б.Л. Воронин, О.И. Бутнев, А.Н. Быков, А.М. Ерофеев, С.И. Скрыпник, И.Д. Софронов, Д. Нильсен
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2000. Вып.1. С. 3-7.

Приводится описание методов распараллеливания, используемых при создании параллельной программы, реализуюшей эйлерово-лагранжеву методику численного решения трехмерных нестационарных задач газовой динамики с теплопроводностью на сетках блочно-матричного типа. Разработано два принципиально различных подхода к организации массивно-параллельных вычислений.
       Проведено численное исследование эффективности распараллеливания для различных способов геометрической декомпозиции задачи, для двух режимов загрузки процессоров и в зависимости от соотношения арифметической и коммуникационной работы.
       Приведена эффективность распараллеливания созданной параллельной программы на различных высокопараллельных вычислительных системах (рис. 6, табл. 4, список лит. - 10 назв.).

Рассматриваются методика расчета спектрального переноса излучения в приближении диффузии в программном комплексе МИМОЗА-НД и реализация расчета уравнений кинетики ионизации в приближении среднего иона.
       По модернизированному комплексу МИМОЗА-НД, позволяющему учесть эффекты нестационарного неравновесного спектрального переноса рентгеновского излучения, проведены двумерные расчеты асимметричных мишеней, исследуемых в экспериментах по облучению рентгеновских мишеней на установке "Искра-5". Проведено сопоставление результатов расчетов с экспериментальными данными. Показано, что наблюдается удовлетворительное согласие расчетных нейтронных выходов и времени генерации нейтронов с экспериментальными данными (рис. 5, табл. 1, список лит. - 13 назв.).

По программе МИМОЗА проведены расчеты слойки Забабахина из 16 пар тяжелых и легких слоев с аспектными отношениями 0,1 и 0,2 соответственно при внешнем радиусе 10 см и радиусе центральной области 0,0652 см. Расчеты проводились без учета и с учетом теплопроводности. При различии в размерах областей в 1000 раз существенным является использование распараллеливания. В основу алгоритма распараллеливания авторами была положена схема, в которой разные счетные области задачи считаются на отдельных процессорных элементах, а в качестве граничных условий на очередном шаге берутся значения, полученные на предыдущем временном шаге. Для уменьшения времени простоя процессоров в конце каждого шага производится перегруппировка счетных областей и изменение порядка их счета согласно статистике, полученной на предыдущем шаге (табл. 1, список лит. - 16 назв.).