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

  • 14/12/2017

    Сибирские ученые нашли способ, который уменьшит вредные выбросы тепловых электростанций

    Ученые смоделировали процесс сжигания угля в котлах теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) и выяснили, уголь какого типа при сгорании дает меньше вредных выбросов. В результате удалось подобрать режим работы, при котором количество выбросов уменьшается в два раза.
    1283
  • 09/12/2019

    НГТУ НЭТИ представит свои разработки на «ВУЗПРОМЭКСПО—2019»

    ​11 декабря в Москве стартует Национальная выставка «ВУЗПРОМЭКСПО—2019», которая демонстрирует результаты реализации государственных и федеральных целевых программ в сфере науки и промышленности.  Инженеры и ученые НГТУ НЭТИ представят установку для in-situ исследования эволюции структуры металлов и сплавов в процессе сухого трения скольжения, которая предположительно будет использоваться в работах Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ»).
    257
  • 04/09/2019

    Цитируемые ученые ТПУ: катализаторы из золота и оболочки для ТВЭЛов

    ​Проект «Цитируемые ученые ТПУ» подводит итоги публикационной активности ученых Томского политехнического университета за летний период. Самый высокоцитируемый соавтор статей ученых ТПУ имеет индекс Хирша 75, а самый высокорейтинговый журнал — импакт-фактор 9,405 (Green Chemistry, Q1).
    524
  • 25/09/2019

    Ученые ТГУ нашли новые пульсации в пламени «горелки» для тяжелого топлива

    Исследования нового устройства, созданного в Институте теплофизики Сибирского отделения Российской академии наук и предназначенного для бессажевого сжигания тяжёлого углеводородного топлива с паровой газификацией, провели на механико-математическом факультете.
    441
  • 07/08/2019

    Сибирские ученые: свойства наножидкостей зависят от концентрации и состава наночастиц

    ​Группа исследователей из Сибирского федерального университета, Института теплофизики им С. С. Кутателадзе СО РАН и Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета проанализировала характеристики 60 наножидкостей и установила, что с уменьшением размера наночастиц увеличивается вероятность того, что жидкость станет неньютоновской.
    523
  • 16/01/2018

    Российские физики обнаружили у жидких кристаллов эффект памяти

    ​Сотрудники физического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова совместно с российскими и зарубежными коллегами обнаружили эффект памяти в жидких кристаллах под действием сильных электрических полей. Результаты исследования были опубликованы в журнале Scientific Reports.
    1637
  • 23/08/2019

    Ученые ИВМ СО РАН и АлтГУ создали математическую основу для упрощения работы в области жидкостных технологий

    Ученые Алтайского государственного университета и Института вычислительного моделирования ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» завершили первый этап работы над проектом по исследованию процессов тепломассообмена и динамики явлений в многофазных системах.
    518
  • 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.
    2554
  • 20/09/2019

    Модель спутника Лаборатории Малых космических аппаратов НГУ была представлена на главной авиакосмической выставке России

    ​Международный авиационно-космический салон проходит в подмосковном городе Жуковский раз в два года. Выставка собирает главных представителей космической и авиационной отраслей со всего мира: ученых, инженеров, конструкторов, разработчиков, представителей бизнеса.
    458
  • 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.
    2614