Предложен параллельный алгоритм метода пробных частиц (МПЧ), который является разновидностью статистического метода Монте-Карло для решения задач динамики разреженного газа и молекулярной газовой динамики. Структура алгоритмов методов Монте-Карло представляет собой серию статистических испытаний, что позволяет с высокой эффективностью осуществить параллелизацию процесса моделирования и значительно сократить время счета. Возможности параллелизации процесса вычислений наиболее исследованы для метода прямого моделирования Монте-Карло (ПММК). В результате анализа отличительных особенностей последовательных алгоритмов указанных методов, по аналогии с алгоритмом параллельных статистических испытаний, ПММК выбран оптимальный путь параллелизации МПЧ. Показано, что специально организованный вычислительный процесс позволяет осуществить распараллеливание алгоритма МПЧ по крупным независимым подзадачам. Проведены предварительные тестовые расчеты для разработанного параллельного алгоритма МПЧ с использованием многоядерной ПЭВМ. Результаты расчетов газодинамических параметров, полученные для задачи внутреннего течения в сопле Лаваля с последующим расширением струи в окружающее пространство, сравнены с результатами последовательного алгоритма МПЧ и параллельного алгоритма нестационарного метода ПММК для установившегося течения. В результате анализа временных затрат для разных условий численного моделирования установлено, что параллелизация алгоритма МПЧ дает возможность сокращения машинного времени соответственно количеству ядер (или процессоров), участвующих в расчетах. Для тестовой задачи приведена зависимость реального ускорения и эффективности параллельного алгоритма МПЧ от числа используемых ядер многоядерного компьютера. Выполнено сравнение расчетных значений ускорения и эффективности с данными, соответствующими закону Амдала, и результатами численного эксперимента на суперкомпьютере массивно-параллельной архитектуры SPP-1600. Показано, что предложенный параллельный алгоритм МПЧ характеризуется высокой степенью эффективности и ускорения, поскольку временные затраты на обменные процессы сведены к минимуму и все используемые ядра ПЭВМ задействованы равномерно.

  Повний текст PDF - 377.098 Kb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"