расчета для ее использования в процессе оптимизации и отладки раз-
рабатываемого программного кода.
Одно из направлений исследований — математическое моделиро-
вание формирования астрофизических релятивистских струйных вы-
бросов в окрестности компактных объектов — нейтронных звезд и
черных дыр. Особенностью таких процессов являются высокие кол-
лимация струи и энергетика вещества выброса: угол раствора кону-
са, в который происходит выброс, чаще всего не превышает
10
◦
, а
скорость вещества достигает субсветовой (в галактике M87 скорость
вещества достигает
0
,
9
c
, где
c
— скорость света). Модель включает в
себя систему уравнений идеальной магнитной гидродинамики (МГД),
описывающую движение аккрецирующей на гравитирующий объект
плазмы, и уравнение переноса излучения (УПИ) тонкого аккреционно-
го диска, ускоряющего вещество выброса. Уравнения рассматривают-
ся в двумерной осесимметричной постановке и решаются с помощью
конечно-разностного метода для МГД-системы [9, 10] и метода длин-
ных характеристик для УПИ [11].
Задача является связанной и предъявляет высокие требования к
вычислительным ресурсам, прежде всего для учета рассеяния при
моделировании излучения. Для решения уравнений математической
модели разработан программный комплекс PLASMA, использующий
технологии параллельного программирования для систем с общей и
распределенной памятью. Комплекс основан на явных вычислитель-
ных схемах, что обеспечивает высокую эффективность распараллели-
вания МГД-части задачи с использованием библиотеки MPI (рис. 3).
Работа с общей памятью в рамках SMP-машин приводит к существен-
ному ускорению расчетов УПИ по методу длинных характеристик, по-
Рис. 3. Ускорение МГД-расчетов на кластере для задачи об ускорении замагни-
ченного выброса из окрестностей компактного объекта:
•
— закон Амдала;
— MPI;
N
— линейное ускорение
40
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2011. № 4
