Рис. 10. График ускорения расчетов при решении задач на сетке с 55 000 ячеек
реализаций современных итерационных численных методов, реализо-
ванных в данном пакете, — проекционных методов крыловского типа и
многосеточных методов. На каждом вычислительном модуле для сво-
ей подобласти формируется отдельная СЛАУ, а согласование решения
на межмодульных границах осуществляется итерационно.
Эффективность распараллеливания решения задачи в OpenFOAM
зависит от многих факторов, прежде всего, от вычислительной слож-
ности самой задачи, под которой понимается время, затрачиваемое
на выполнение одного шага расчета в последовательном режиме. Не-
маловажными параметрами являются также характеристики кластер-
ной системы; в частности, большую роль играет аппаратная структура
кластера. В случае, если все используемые в расчете вычислительные
модули могут быть размещены на одном узле кластера, итерационная
“сшивка” решения требует существенно меньших накладных комму-
никационных расходов, что может оказаться критичным для произво-
дительности системы, особенно при решении сравнительно неболь-
ших задач. На рис. 10 приведен график ускорения вычислений при
моделировании обтекания системы круговых цилиндров потоком вяз-
кой несжимаемой среды при значении числа Рейнольдса
Re = 1000
.
Расчетная сетка состояла из 55 000 ячеек.
В пределах одного вычислительного узла (1–4 модуля) ускорение
является практически линейным, а при увеличении числа задейство-
ванных узлов (8, 12, 16 модулей) остается почти неизменным. Эффек-
тивность использования оборудования существенно повышается при
решении более сложных с вычислительной точки зрения задач. На
рис. 11 приведено ускорение вычислений при решении модельной за-
дачи по расчету конвективного течения воздуха в комнате с подогрева-
емым полом при проведении расчетов на сетках, содержащих 250 тыс.
и 2 млн ячеек. Работа кластера становится близкой к оптимальной при
решении задач, когда на каждый вычислительный модуль приходится
не менее 30 000 ячеек сетки.
Практикум по параллельным вычислениям.
Каждый из рассмо-
тренных параллельных вычислительных алгоритмов допускает раз-
98
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2012. № 4
