зволяя избежать пересылок большого объема данных, описывающих
излучение при выбранной сетке направлений. К примеру, использова-
ние с помощью технологии OpenMP в рамках вычислительного модуля
четырех ядер процессора вместо одного позволяет ускорить эту часть
вычислений в 3,8 раза.
Другим направлением исследований является математическое мо-
делирование течения несжимаемой жидкости и решение связанных за-
дач аэрогидроупругости с использованием бессеточных лагранжевых
методов. В рамках данной тематики рассматриваются задачи модели-
рования обтекания двумерных профилей и трехмерных тел, исследо-
вания динамики вихревых структур в идеальной и вязкой жидкости, а
также сопряженные задачи, когда обтекаемое тело является упругоза-
крепленным или деформируемым. В основу математической модели
течения среды положены уравнения Навье–Стокса, решаемые методом
вихревых элементов (МВЭ). При этом непрерывное распределение за-
вихренности в области течения моделируется большим числом изоли-
рованных вихревых элементов (вихревых нитей, вихревых рамок, ви-
хревых сгустков, вортонов) [12]. Эволюция вихревых элементов опи-
сывается системой обыкновенных дифференциальных уравнений, ре-
шаемых явным методом Эйлера или Рунге–Кутты. Использование яв-
ного метода позволяет существенно ускорить решение системы ОДУ,
используя технологию MPI. Для остальных этапов решения задачи
также разработаны параллельные алгоритмы, что позволило довести
долю параллельно исполняемого кода в программном комплексе MVE
до 99,5% [13].
Определение аэродинамических характеристик профилей предпо-
лагает решение серии однотипных независимых задач, различающих-
ся только параметрами расчетной схемы. Для этого был разработан
параллельный программный комплекс POLARA, позволяющий так-
же оптимизировать использование имеющихся вычислительных ре-
сурсов [14]. В силу независимости решаемых задач ускорение расчета
практически линейно зависит от числа задействованных вычислитель-
ных модулей (рис. 4).
Таким образом, учебно-экспериментальный вычислительный кла-
стер представляет ценность и как самостоятельный вычислительный
ресурс кафедры, и как инструмент моделирования вычислительно-
го эксперимента на больших суперкомпьютерных системах. Более
подробно полученный опыт использования кластера, а также обла-
сти его приложения будут рассмотрены во второй части настоящей
работы.
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2011. № 4
41
