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.

Одна из проблем, стоявших перед учеными, заключалась в преодолении недостатков осуществления гидродинамических вычислений на графических процессорах по сравнению с многоядерными процессорами - первые позволяют проводить емкие вычисления быстрее, чем вторые, но в случае использования одиночного GPU в памяти невозможно хранить все данные, необходимые для проведения вычислений. Ученые предложили использовать для проведения расчетов мульти-GPU, что позволило преодолеть лимиты памяти. В частности, были проведены тестовые сравнительные расчеты для моделирования несжимаемых ламинарных и турбулентных потоков в различных случаях, осуществленные на 6-ядерном процессоре (CPU) и графическом процессоре (GPU), в результате чего оказалось, что скорость проведения подобных расчетов на GPU в 2-3 раза выше, чем на CPU.

Андрей Сентябов, доцент ИИФиРЭ СФУ, канд. физ.-мат. наук прокомментировал исследование следующим образом: " В последнее время производительность графических процессоров возросла настолько, что они стали привлекательны для научного и инженерного моделирования, что привело к их широкому применению в суперкомпьютерных системах. 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 переносятся только часть алгоритмов, выполненных по тем или иным явным схемам. В нашей области, моделировании несжимаемой жидкости, преобладают неявные алгоритмы, что делает разработку соответствующего кода сложной задачей. В то же время, при дальнейшем развитии программного кода мы можем получить мощный инструмент моделирования широкого класса течений ".

Научное исследование под названием " Разработка высокопроизводительного кода гидродинамических расчётов с использованием графических процессоров» было опубликовано в журнале «Communications in computer and information science», индексируемом базой данных Scopus (импакт-фактор на 2016 год — 0,35).

Источники

Ученые ускорили процесс расчета турбулентных потоков в гидродинамике
БезФормата.Ru Красноярск (krasnoyarsk.bezformata.ru), 27/11/2017
Ученые ускорили процесс расчета турбулентных потоков в гидродинамике
Сибирский федеральный университет (sfu-kras.ru), 27/11/2017

Похожие новости

  • 23/11/2017

    Сибирские ученые модернизировали метод расчета движения жидкостей

    ​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.
    96
  • 27/11/2017

    Композиционный материал из графена и дисульфида ванадия повысит емкость и скорость заряда литий-ионных батарей

    ​Ученые из Института физики им. Л.В. Киренского ФИЦ КНЦ СО РАН совместно с коллегами из СФУ и Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» предложили использовать соединение графена с монослоем дисульфидом ванадия в качестве анодного материала для литий-ионных батарей.
    224
  • 12/05/2016

    Российские физики смоделировали акустические волны в пьезоэлектрических микроструктурах

    ​Физики из Технологического института сверхтвердых и новых углеродных материалов, Московского физико-технического института и Сибирского федерального университета смоделировали акустические волны в пьезоэлектрических микроструктурах, на основе которых можно создать компактные и высокочувствительные датчики.
    798
  • 01/08/2017

    В РФ создано акустоэлектронное устройство с диапазоном в два раза больше, чем у аналогов

    ​Исследователи из Технологического института сверхтвердых и новых углеродных материалов в Москве и Сибирского федерального университета (СФУ) создали эффективное акустоэлектронное устройство на основе синтетических алмазов, сообщила в понедельник пресс-служба СФУ.
    234
  • 16/05/2017

    Ученые СФУ разработали наиболее эффективный материал для аккумулирования водорода

    Красноярские ученые получили новый материал для хранения водорода, сообщила пресс-служба Сибирского федерального университета (СФУ). Материал на основе гидрида магния может хранить массу водорода, составляющую около 7% его собственной массы, и это рекордное значение емкости для всех аналогичных материалов.
    343
  • 13/12/2017

    Российский физик нашел новый способ запустить термоядерную реакцию

    Физик из МГУ и Института прикладной математики РАН доказал, что термоядерную реакцию можно запустить, используя уже существующие ускорители плазмы и магнитные ловушки, что может ускорить создание чистых источников энергии, говорится в статье, опубликованной в журнале Plasma Physics and Controlled Fusion.
    73
  • 22/07/2017

    Российские ученые установили, что тип галактики зависит от массы черной дыры

    Созданная астрономами модель объяснила, как черные дыры массой в несколько тысяч раз больше массы Солнца могут существовать в центрах шаровых звездных скоплений. Исследование научной группы из Новосибирского государственного университета и Государственного астрономического института имени Штернберга МГУ, поддержанное грантом Российского научного фонда, опубликовано в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
    282
  • 05/10/2017

    Чего добились вузы 5-100 и чего им ждать дальше

    ​Чего достигли университеты Проекта «5-100», почему хотят уменьшить число университетов в проекте и о чем поспорили министр образования и науки Ольга Васильева и вице-премьер Ольга Голодец, рассказывает Indicator.
    377
  • 19/01/2016

    Новая технология ученых СФУ увеличит скорость литья на 85%

    ​В Сибирском федеральном университете завершили масштабные испытания инновационной технологии перемешивания жидкой сердцевины кристаллизующегося слитка - LHMS (Liquid Heart Metal Stirrer). Первый этап реализации технологии LHMS, предназначенной для производителей и переработчиков алюминия и его сплавов, включал в себя разработку оборудования и его поставку на завод ведущего европейского производителя (Швейцария) конечной продукции из алюминиевых сплавов для машиностроения.
    713
  • 29/12/2016

    Ученые СФУ презентовали антенны для сетей четвертого поколения

    ​Два проекта ученых Института инженерной физики и радиоэлектроники СФУ были представлены на национальной выставке-форуме "ВУЗПРОМЭКСПО-2016", прошедшей в Москве с 14 по 16 декабря 2016 года. Обе разработки выполнены совместно со стратегическим партнером ""Информационные спутниковые системы" имени академика М.
    622