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.
    320
  • 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.
    419
  • 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.
    766
  • 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.
    365
  • 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.
    1021
  • 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.
    877
  • 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.
    546
  • 18/03/2016

    Ученые из НГУ совершенствуют параметры атомных часов

    ​Ученые из Отдела лазерной физики и инновационных технологий НГУ (ОЛФиИТ) изучали динамические режимы формирования резонанса когерентного пленения населённостей в парах рубидия и впервые обнаружили эффект задержки просветления паров рубидия относительно управляющего сигнала.
    1442
  • 29/05/2018

    Красноярские ученые создали новые сверхтонкие ферромагнитные наноматериалы

    Ученые Сибирского федерального университета (СФУ) исследовали свойства двух различ-ных двумерных модификаций нитрида ванадия. Эти материалы найдут применение в со-здании спинтронных устройств нового поколения.
    71
  • 14/12/2017

    Ученые СФУ установили, что у Марса не было шанса стать обитаемым

    ​Профессор Сибирского федерального университета (СФУ) Николай Еркаев и его зарубежные коллеги из Австрии и Германии считают, что на Марсе никогда не было жизни и возникнуть она там не могла.К такому выводу они пришли, построив модель формирования планет, обладающих сравнительно небольшой массой.
    259