Кудрявцев А.Н.   Кашковский А.В.   Борисов С.П.   Шершнёв А.А.  

Расчетный код для численного моделирования неравновесных химически реагирующих течений на гибридных ЦПУ-ГПУ кластерах

Докладчик: Шершнёв А.А.

Задачи, включающие неравновесные течения химически реагирующих газовых смесей, считаются одними из наиболее сложных задач аэротермодинамики. Необходимость разрешения характерных времен химических процессов приводит к жесткости итоговой системы уравнений и, как следствие, многократно увеличивает вычислительные затраты. Одним из наиболее перспективных путей увеличения вычислительной эффективности и уменьшения времени счета подобных задач является использование гибридных вычислительных систем, содержащих как центральные процессорные устройства (ЦПУ),  так и графические процессорные устройства (ГПУ). Последние также называют графическими ускорителями, поскольку они, фактически, выступают в роли мощных сопроцессоров. В настоящее время использвание гибридных ЦПУ/ГПУ систем является бурно развивающейся областью вычислительной техники. Однако, разработка эффективной вычислительной программы для подобных систем требует тщательного учета особенностей архитектуры ГПУ.

В данной работе представлен вычислительный код, предназначенный для численного моделирования счжимаемых химически реагирующих течений газа на кластерах с гибридной архитектурой. Он основан на решении нестационарных уравнений Эйлера для многокомпонентной химически реагирующей газовой смеси с помощью TVD (Total Variation Diminishing) схемы сквозного счета 3-го порядка точности. Для интегрирования по времени используется явная схема Рунге-Кутты 2-го порядка точности. Программная реализация основана на программном интерфейсе CUDA и библиотеке MPI. Разработанный код верифицирован на ряде тестовых задач, проведено сравнение производительности программы с гибридной программой для однокомпонентного совершенного газа.

 


К списку докладов