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.
    627
  • 24/04/2018

    Как сделать жилье более доступным и экологичным?

    ​​Дом - это что-то теплое, уютное и, на первый взгляд - очень консервативное. Но на самом деле и строительство попевает за техническим прогрессом. Как сделать жилье более доступным, дешевым, экологичным? Мы создали краткий обзор тенденций и технологий будущего, которые появляются уже сейчас.
    416
  • 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.
    720
  • 21/09/2018

    В Новосибирске построят «Междисциплинарный исследовательский комплекс по аэрогидродинамике, машиностроению и энергетике»

     В рамках проекта «Академгородок 2.0» сибирские ученые предлагают построить центр коллективного пользования «Междисциплинарный исследовательский комплекс по аэрогидродинамике, машиностроению и энергетике».
    239
  • 31/07/2018

    Разработка красноярских ученых позволит с математической точностью устранять пожары

    ​Ученые Института вычислительного моделирования Сибирского отделения Российской академии наук - обособленного подразделения Красноярского научного центра СО РАН разработали математические модели развития пожара и эвакуации для обеспечения пожарной безопасности в образовательных учреждениях Красноярского края.
    220
  • 03/10/2018

    Академик Сергей Алексеенко: Энергетика – фундамент развития экономики государств

    2 октября Сергей Алексеенко, лауреат премии «Глобальная энергия» - 2018, академик РАН, заведующий лабораторией «Проблем тепломассопереноса» Института теплофизики СО РАН, прочел лекцию в МИСиС о тенденциях и перспективах развития энергетики в контексте теплофизических задач.
    165
  • 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.
    671
  • 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.
    1225
  • 19/01/2018

    В России создаются двигатели для гиперзвуковых ракет будущего

    ​Прошли успешные испытания так называемых детонационных ракетных двигателей, давшие очень интересные результаты. Опытно-конструкторские работы в этом направлении будут продолжены. Детонация - это взрыв.
    808
  • 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.
    811