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.
    34
  • 06/09/2017

    В Новосибирске расмотрели альтернативы «мусорному» концессионеру

    ​Альтернативные предложения по сбору и утилизации отходов были рассмотрены в рамках "Городской ассамблеи" в Новосибирске. Местные разработчики предложили новые современные технологии переработки ТКО.
    232
  • 25/01/2017

    Ученые ИТ СО РАН диагностируют воду и пламя

    ​Ученые Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе развивают методы панорамной оптической диагностики течений воздуха, различных газов и жидкостей, а также пламен. Такие технологии применяются в сфере двигателестроения и энергетики, и в области их разработки институт является российским и одним из мировых лидеров.
    609
  • 31/01/2017

    Сибирские ученые выявили роль Енисея в концентрации вредных примесей над Красноярском

    ​Исследователи Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН и Новосибирского государственного университета совместно с коллегами из Делфтского технического университета (Голландия) выяснили, что накопление вредных примесей над Красноярском может быть связано с неравномерным нагревом воздушных масс, обусловленным, в свою очередь, большой разницей температур между незамерзающим Енисеем и окружающим пространством.
    486
  • 28/07/2017

    Нестоличная наука: новгородские викинги, миниатюрный лазер и нейросеть-кардиолог

    ​​Робот-разведчик, древняя птица, рентгеновская линза и другие открытия и разработки российских ученых, сделанные вне Москвы и Санкт-Петербурга. Великий Новгород Уникальное кладбище X-XI веков обнаружила экспедиция Института археологии РАН при раскопках в центре Новгорода.
    244
  • 04/10/2017

    Ученые СО РАН ищут новые виды генерации

    ​​​Спрос на альтернативную энергетику в регионах страны неизменно растет. Успешные примеры внедрения инновационных проектов появляются и в Новосибирской области. ​В столице Сибири активно обсуждается идея создания энергетического технопарка на основе инновационных разработок и продукции научно-образовательных учреждений и энергетических компаний региона.
    143
  • 24/10/2016

    Новосибирские ученые провели испытания котла на водоугольном топливе

    ​Новосибирские ученые провели в поселке Барзас несколько успешных испытаний котла на водоугольном топливе. В каком-то смысле это знаменательное событие, смысл которого могут оценить только профессионалы узкого профиля.
    777
  • 12/09/2017

    Как ученые создают мировой рынок для внедрения своих открытий

    Новосибирский ученый Михаил Предтеченский разработал экономически эффективную технологию, позволяющую сворачивать в нанотрубки графен - углеродный лист толщиной в один атом. Теперь нанотрубки можно производить в неограниченном количестве и добавлять в другие материалы, создавая композиты с небывалыми свойствами.
    223
  • 20/01/2016

    Ученые поставят детонацию на службу человеку

    Детонация - один из главных кошмаров любого автовладельца. Она заявляет о себе характерным хлопком в двигателе, заявляет совершенно непредсказуемо, угрожая неприятностями вплоть до разрушени​я конструкции.
    1279
  • 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.
    743