Высокопроизводительные Вычисления Для Решений Циркуляционных Несжимаемых Вязких Течений В Каверне

Abstract

Компьютерлік технологияның қарқынды дамуымен есептеу гидродинамикасы аэродинамикалық өнімділікті талдауда, күрделі ағын механизмін тиімді жобалауда және зерттеуде маңызды рөл атқарады. Кавернадағы сығылмайтын тұтқыр ағымның есебі қарастырылады. Осыесеп CFD-шешушілерін бағалау үшін кеңінен қолданылды, өйткені Рейнольдс санына, тор өлшеміне және қажетті уақыт қадамдарына байланысты мәселені шешу егжей-тегжейлі белгілі болғандықтан, мәселені шешу айтарлықтай есептеу ресурстарын қажет етеді. Осы есептің негізінде Re саны 100, 400 болғандағы және әртүрлі торлар өлшемдерін қолдана отырып, графикалық процессорда оңтайлы нәтижесі алынды. Орталық процессорлар мен графикалық процессорлар өнімділіктерінің салыстырмалы талдауы жасалып, графикалық процессорда бағдарламаның орындалу уақыты айтарлықтай артқанын көрсетті. Есептеу уақытын салыстыру графикалық процессор технологиясының қарқынды сандық есептеулерді қажет ететін инженерлік мәселелерді шешудегі артықшылығын көрсіп тұр. В условиях быстрого развития компьютерных технологий вычислительная гидродинамика играет важную роль в анализе аэродинамических характеристик, эффективном проектировании и исследовании сложного механизма течения. Рассмотрена задача о течении несжимаемой вязкой жидкости в каверне. Эта задача широко используется для оценки CFD-решателей, поскольку подробно известно решение задачи в зависимости от числа Рейнольдса, размера сетки и необходимых временных шагов, решение задачи требует значительных вычислительных ресурсов. На основе этого расчета оптимальный результат был получен на графическом процессоре при числах Re 100, 400 и использовании разных размеров сетки. Проведен сравнительный анализ производительности центральных и графических процессоров и показано, что время выполнения программы на графическом процессоре значительно увеличилось. Сравнение времени вычислений показывает преимущество технологии графических процессоров прирешении инженерных задач, требующих интенсивных численных вычислений. With the rapid development of computer technologies, computational fluid dynamics plays an important role in the analysis of aerodynamic characteristics, efficient design and study of complex flow mechanism. The problem of incompressible viscous fluid flowin a cavern is considered. This problem is widely used to evaluate CFD solvers, since the solution of the problem is known in detail depending on the Reynolds number, mesh size and required time steps, the solution of the problem requires significant computational resources. Based on this calculation, the optimum result was obtained on the graphics processor at Re numbers of 100, 400 and using different grid sizes. A comparative analysis of the performance of central and graphics processors has been carried out and it is shown that the program execution time on the graphics processor has increased significantly. The comparison of computation time shows the advantage of graphics processor technology in solving engineering problems requiring intensive numerical calculations.