Multiprocessor computer modeling in gravitational gas dynamics

Authors

  • G.A. Tarnavsky
  • A.G. Tarnavsky

Keywords:

параллельное программирование
космическая газодинамика
краевые задачи
интегро-дифференциальные системы уравнений
астрофизика
многопроцессорные системы

Abstract

This work is directed to the creation of new modern computer technologies and methods of parallel programming for the raise of efficiency of solving fundamental scientific and applied problems in gravitational gas dynamics connected with great amount of computations. The main attention is given to theoretical questions and their practical application for decomposing and parallelizing the methods and algorithms of solving complicated integro-differential systems of equations. Various ways of parallelization specified by peculiarities of decomposition of the whole problem under study into a series of simultaneously solved subproblems (the decompositions according to physico-mathematical processes, computational geometry regions, computing technologies, and main input parameters) are considered. The degree of their efficiency is analyzed to formulate an optimal approach to parallelization. Our theoretical results are used to implement a program package of new generation for solving space gas dynamics problems.

New computational technologies

Downloads

Published

2005-03-01

Issue

Vol. 6 (2005): Issue 1.

Section

Section 1. Numerical methods and applications

Author Biographies

G.A. Tarnavsky

S.A. Khristianovich Institute of Theoretical and Applied Mechanics of SB RAS

A.G. Tarnavsky

Novosibirsk State University

References

  1. Воеводин В.В., Воеводин Вл.В. Параллельные вычисления. СПб: БХВ-Петербург, 2002.
  2. Гинзбург В.Л. Какие проблемы физики и астрофизики представляются сейчас особенно важными и интересными? // Успехи физ. наук. 1999. 169, № 4. 419-441.
  3. Пармон В.Н. Пребиотическая фаза зарождения жизни // Вестник РАН. 2002. 72, № 11. 976-983.
  4. Контримавичюс В.Л. Истоки учения о ноосфере // Вестник РАН. 2003. 73, № 11. 1002-1009.
  5. Тарнавский Г.А., Шпак С.И. Декомпозиция методов и распараллеливание алгоритмов решения задач аэродинамики и физической газовой динамики: вычислительная система «ПОТОК-3» // Программирование. 2000. № 6. 45-57.
  6. Тарнавский Г.А., Шпак С.И. Схемы распараллеливания операций решения систем алгебраических уравнений методом многомерной скалярной прогонки // Вычисл. методы и программирование. 2000. 1, № 1. 21-29.
  7. Вшивков В.А., Тарнавский Г.А., Неупокоев Е.В. Параллелизация алгоритмов прогонки: многоцелевые вычислительные эксперименты // Автометрия. 2002. 38, № 4. 74-86.
  8. Тарнавский Г.А., Тарнавский А.Г. Современные компьютерные технологии и неединственность решений задач газовой динамики // Симметрия и дифференциальные уравнения (под ред. В.К. Андреева). Красноярск: изд. ИВТ СО РАН, 2002. 209-213.
  9. Тарнавский Г.А., Вшивков В.А., Тарнавский А.Г. Параллелизация алгоритмов и кодов вычислительной системы «ПОТОК-3» // Программирование. 2003. № 1. 24-44.
  10. Тарнавский Г.А., Корнеев В.Д. Распараллеливание программного комплекса математического моделирования высокоскоростных течений реального газа // Автометрия. 2003. 39, № 3. 72-83.
  11. Тарнавский Г.А., Корнеев В.Д., Вайнер Д.А., Покрышкина Н.М., Слюняев А.Ю., Танасейчук А.В., Тарнавский А.Г. Вычислительная система «ПОТОК-3»: опыт параллелизации программного комплекса. Часть I. Идеология распараллеливания // Вычисл. методы и программирование. 2003. 4, № 1. 37-48.
  12. Малышкин В.Э., Цыгулин А.А. ParaGen - генератор параллельных программ, реализующих численные модели // Автометрия. 2003. 39, № 3. 124-135.
  13. Тарнавский Г.А., Аульченко С.М., Вшивков В.А. Математическое моделирование нестационарных трехмерных процессов в космической газодинамике // Вычисл. методы и программирование. 2003. 4, № 2. 294-322.
  14. Тарнавский Г.А., Шпак С.И. Эффективный показатель адиабаты в задачах гиперзвукового обтекания тел реальным газом // Теплофизика и аэромеханика. 2001. 8, № 1. 41-58.
  15. Тарнавский Г.А., Шпак С.И. Способы расчета эффективного показателя адиабаты при компьютерном моделировании гиперзвуковых течений // Сиб. ж. индустриальной математики, 2001, 4, № 1(7). 177-197.
  16. Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. Теория поля. М.: Наука, 1967.
  17. Блинников С.И., Высоцкий М.И., Окунь Л.Б. Скорости c/√3 и c/√2 в общей теории относительности // Успехи физ. наук. 2003. 173, № 10. 1131-1136.
  18. Белоцерковский О.М. Математическое моделирование на суперкомпьютерах (опыт и тенденции) // Ж. вычисл. матем. и мат. физ. 2000. 40, № 8. 1221-1236.
  19. Rognlien T.D., Xu X.Q., Hindmarsh A.C. Application of parallel imlicit methods to edge-plasma numerical simulations // J. Comput. Phys. 2002. 175, N 1. 249-268.
  20. Marcos C., Barge P., Marcos R. Dust dynamics in protoplanetary disks: parallel computing with PVM // J. Comput. Phys. 2002. 176, N 1. 274-294.