РАСПАРАЛЛЕЛИВАНИЕ ЯВНО-НЕЯВНОГО АЛГОРИТМА СЧЕТА ГАЗОДИНАМИКИ НА МНОГОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМАХ С РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ПАМЯТЬЮ С.М.Бахрах, С.В.Величко, О.Н.Кулыгина, М.В.Лучинин, В.Ф.Спиридонов РФЯЦ – ВНИИЭФ, г. Саров Использование явных разностных схем для численного решения
задач газовой динамики приводит к ограничениям на шаг по времени,
которые связаны с устойчивостью разностной схемы. От этого недос-
татка свободны безусловно устойчивые разностные схемы. Однако
объём вычислений в таких схемах существенно больше нежели в яв-
ных. Поэтому в комплексе программ ЛЭГАК был реализован явно-
неявный алгоритм расчета давления, в котором в целях экономии ма-
шинного времени неявная схема используется для тех точек, где шаг
по времени оказался значительно меньше, чем в остальных. Данный
алгоритм позволяет существенно сократить время счета задач.
Для уменьшения календарного времени счета задач в комплексе
ЛЭГАК этот алгоритм был распараллелен.
На ЭВМ с распределенной памятью производилось разбиение за-
дачи на фрагменты по столбцам.
В программе явно-неявной газодинамики полученная схема раз-
решалась методом прогонки по двум направлениям – вдоль столбца и
вдоль строки.
В результате декомпозиции по столбцам распараллеливание про-
гонки вдоль столбца вносит минимальные изменения в программу.
Прогонку вдоль строки напрямую проводить нельзя, т.к. каждый
процесс должен знать прогоночные коэффициенты прямого и обратно-
го хода прогонки, рассчитываемые на соседних процессах. Для реали-
зации распараллеливания прогонки вдоль строки был выбран парал-
лельно-конвейерный метод.
Распараллеленная программа явно-неявной газодинамики тестиро-
валась на задаче об обжатии сферической оболочки газа.
Результаты расчетов не зависят от числа заказываемых процессов.
Программа явно-неявной газодинамики даёт полное совпадение ре-
зультатов в однопроцессорном и многопроцессорных расчетах.
16
Расчёты, проведенные в многопроцессорном режиме, показывают
работоспособность распараллеленного алгоритма программы и прием-
лемую, теоретически ожидаемую эффективность распараллеливания.