Исследователи из Сибирского федерального университета (СФУ) в сотрудничестве с коллегами из Московского государственного университета и Сибирского отделения РАН предложили использовать для гидродинамических расчетов систему из нескольких графических процессоров вместо центрального. Об этом в среду сообщила пресс-служба СФУ. Статья ученых опубликована в журнале Communications in computer and information science.

Гидродинамические расчеты нужны для решения и анализа проблем, которые возникают, когда потоки жидкости или газов взаимодействуют с какими-нибудь поверхностями, например, при трении воздуха о крыло самолета или воды о гребной винт. Гидродинамические расчеты используют, в частности, при создании летательных аппаратов и автомобилей, бурении скважин, исследованиях процессов движения крови по сосудам.

В сравнении с центральными процессорами (CPU) графические процессоры (GPU), которые обрабатывают изображения, позволяют проводить гидродинамические вычисления быстрее. Как пишут ученые, в последние годы производительность GPU возросла настолько, что их стало можно использовать в научных и инженерных симуляциях, например, в моделировании поведения молекул, расчетах аэродинамики летательных аппаратов и гидродинамике.

"Во многих областях, в том числе в вычислительной гидродинамике, развиваются алгоритмы расчета, использующие графические ускорители для выполнения трудоемких операций. В то же время, принципы параллельных вычислений на GPU и CPU существенно отличаются, в результате на GPU легко переносится только часть алгоритмов, выполненных по тем или иным явным схемам", - приводятся в пресс-релизе слова одного из авторов исследования Андрея Сентябова из Института инженерной физики и радиоэлектроники СФУ.

Памяти GPU не хватает для хранения всех необходимых для вычисления данных. Ученые предложили использовать для расчетов вместо одного процессора несколько GPU для одновременных параллельных вычислений, за счет чего проблема нехватки памяти была решена. Ученые проверили свою методику при моделировании несжимаемых ламинарных и турбулентных потоков. В сравнении с использованием современного шестиядерного процессора CPU скорость расчетов на графическом мультипроцессоре оказалась выше в 2-3 раза.

Авторы работы предполагают, что в дальнейшем необходимо развивать программный код, чтобы получить мощный инструмент моделирования течений.

 

***

Sentyabov A.V., Gavrilov A.A., Krivov M.A., Dekterev A.A., Pritula M.N. (2017) Development of a High Performance Code for Hydrodynamic Calculations Using Graphics Processor Units. In: Sokolinsky L., Zymbler M. (eds) Parallel Computational Technologies. PCT 2017. Communications in Computer and Information Science, vol 753. Springer, Cham. - DOI https://doi.org/10.1007/978-3-319-67035-5_21

Похожие новости

  • 01/11/2017

    Сибирские ученые изучили новый тип нанопластин для применения в медицине

    ​Ученые из Института физики имени Л. В. Киренского Красноярского федерального исследовательского центра Сибирского отделения РАН совместно с коллегами из Сибирского федерального университета впервые изучили магнитные свойства, структуру и состав новых наночастиц семейства халькогенидов (элементов 16-й группы периодической системы, к которым относятся кислород, сера, селен, теллур, полоний и ливерморий).
    138
  • 20/10/2017

    Роспатент: от экспертизы заявки до использования изобретений

    В каждой стране есть патентные ведомства, в России это Федеральная служба по интеллектуальной собственности (Роспатент). Она занимается выдачей патентов, регистрацией товарных знаков и других объектов, ведением государственных реестров.
    178
  • 17/04/2017

    Разработанные сибирскими учеными технологии помогают обогревать Север

    ​Ученые из новосибирского Института катализа (ИК) Сибирского отделения (СО) РАН при поддержке Российского научного фонда разработали метод превращения холода в тепло на основе разницы температур воздуха и водоемов в северных регионах.
    480
  • 20/06/2017

    Международная выставка «НТИ ЭКСПО» в Новосибирске

    ​​​Уникальная международная выставка достижений технологического развития "НТИ ЭКСПО" пройдет в рамках V Международного форума технологического развития "Технопром-2017" 20-22 июня в Новосибирске при поддержке правительства РФ, коллегии ВПК, Минпромторга России, Минэкономразвития России, МИДа РФ, правительства Новосибирской области.
    737
  • 10/06/2017

    Высокотехнологичное оружие и военную технику должны эксплуатировать профессионалы своего дела

    ​Вооруженные силы Российской Федерации сегодня – это сложнейшая инженерная структура, высокотехнологичная и интеллектоемкая сфера деятельности, поэтому вызывает широкий общественный интерес развертывание масштабной деятельности по созданию устойчивого и надежного научно-технического задела для перспективных видов вооружения и военной техники.
    358
  • 29/11/2016

    Новосибирские ученые будут сотрудничать с Севастопольским государственным университетом

    ​В сотрудничестве с Севастопольским государственным университетом в сфере энергоэффективности заинтересованы крупные предприятия энергетической отрасли.  С представителями власти, науки и промышленности Сибирского региона встретился профессор кафедры «Возобновляемые источники энергии» Института ядерной энергии и промышленности СевГУ Владимир Сафронов на XII Новосибирском инновационно-инвестиционном форуме по направлению «Инновационная энергетика».
    717
  • 11/12/2017

    Сибирские ученые создали новый датчик водорода

    ​Группа исследователей объединила полезные свойства фталоцианинов металлов и палладиевых мембран, чтобы создать активные слои датчиков для определения водорода.  Такая операция значительно увеличивает чувствительность сенсоров.
    28
  • 28/11/2017

    Ученые ускорили процесс расчета турбулентных потоков в гидродинамике

    ​В 2017 году коллектив ученых из университетов и исследовательских институтов Москвы, Новосибирска и Красноярска, куда вошли представители Сибирского федерального университета - заведующий и доценты кафедры теплофизики Института инженерной физики и радиоэлектроники Александр Дектерев, Андрей Сентябов и Андрей Гаврилов - с помощью разрабатываемого программного комплекса показали эффективность использования графических процессоров для гидродинамических расчетов.
    65
  • 13/01/2017

    Лабораторные работы: ученые и инновации

    ​Ученые факультета наук о материалах и химического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова совместно с научной группой под руководством Михаэля Гретцеля (EPFL, Швейцария) определили причину, по которой органо-неорганические перовскиты формируются в виде нанонитей.
    940
  • 27/03/2017

    Новосибирские ученые создали материал, обеспечивающий 30 лет непрерывной работы химического реактора

    Ученые из Института ядерной физики (ИЯФ) СО РАН и Новосибирского государственного технического университета (НГТУ) создали новую технологию сплавления титана и тантала, в результате чего получили особо стойкий к коррозии и агрессивным средам материал.
    733