Введение к работе
;
_. -.Актуальность темы. Решение многих современных
„инженерно-физических задач представляется невозможным без
Й1Й&щения супер-ЭВМ. К такого типа задачам в аэродинамике
можно отнести задачи, связанные с исследованием течений
вязкого сжимаемого газа при больших числах Рейнольдса, которые
характеризуются наличием пограничных слоев, их взаимодействием
со сверхзвуковой частью потока, возникновением отрывных
течений и наличием больших градиентов газодинамических
параметров. Решение задач газовой динамики такого типа, в
особенности трехмерных, требует больших вычислительных
ресурсов: быстродействия порядка сотен миллионов операций с
плавающей точкой в секунду и памяти порядка сотни мегабайт.
Перспективным направлением решения таких задач представляется применение параллельных вычислительных систем. Характерной чертой этих вычислительных систем является возможность одновременного или параллельного использования для обработки информации большого числа процессоров. Совместное исследование вычислительных систем и алгоритмов является исключительно сложной и перспективной задачей. Применение параллельных вычислительных систем предъявляет к алгоритмам решения задач газовой динамики кроме обычных требований -устойчивость, сходимость и экономичность - еще и возможность эффективного распараллеливания алгоритма. Среди параллельных вычислительных систем привлекают внимание транспьютерные системы, которые отличаются большой гибкостью и приспособляемостью к конкретным задачам пользователя. Основной преградой на пути широкого распространения систем подобного типа является необходимость переработки старих программ и разработки новых математических алгоритмов с учетом особенностей параллельных вычислений.
Цель работы.Работа посвящена применению многопроцессорных вычислительных систем на основе транспьютерных элементов для решения двух- и трехмерных задач течения вязкого теплопроводного газа. Также рассматриваются вопросы, связанные с автоматизацией распараллеливания алгоритмов решения задач газовой динамики, основанных на явных схемах сквозного счета.
i-ms
Научная новизна.
кинетически-согласованные разностные схемы впервые апробированы для решения трехмерной задачи динамики вязкого теплопроводного сжимаемого газа.
- разностный алгоритм решения уравнений Навье-Стокса для
сжимаемого газа впервые ' реализован на многопроцессорной
транспьютерной системе,при „ этом созданы программные
ередетва,позволяющие ' проводить параллельную реализацию
широкого класса явных' разностных схем сквозного счета на
указанных системах. " *
Практическая ценность. Результаты диссертационной работы могут найти применение при реализации на транспьютерных системах различных вычислительных алгоритмов газовой динамики и математической физики. Практический интерес представляет дальнейшая апробация кинетически-согласованных разностных схем для решения трехмерных задач аэродинамики. Полученные результаты могут быть использованы как для решения пространственных .' - прикладных . задач на основе кинетически-согласованных разностных схем/ так и для создания, пакетов прикладных программ для многопроцессорных систем на основе различных разностных алгоритмоа математической физики в ИПМ им. М.В.Келдыша АН СССР, МГУ им. М.В.Ломоносова, ВЦ АН СССР, ИВТ АН СССР, Институте проблем кибернетики АН СССР и др. Апробация работы. Основные . ' 'результаты диссертации докладывались:
на третьем, региональном семинаре "Распределенная обработка информации" (Улан-Удэ, июль 1989).
на Советско-британском семинаре по транспьютерным системам (Москва, июнь 1990);
на научно-исследовательском семинаре кафедры вычислительных методов факультета ВМиК МГУ под руководством академика А.А.Самарского (март 1991 г.);
- на научно-исследовательском семинаре под руководством
проф. Ю.Г.Дадаева в Институте проблем кибернетики (март 1991
г.);
Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 6 работах, приведенных в конце автореферата.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка литературы, включающего 70 наименований. Общий объем диссертации 98 страниц, из которых 26 страниц занимают рисунки.
