Аннотация:
В работе рассматривается применение двухуровневой параллельной реализации OpenMP + MPI для численного решения модельного кинетического уравнения для задач со сложной трехмерной геометрией. Масштабируемость и надежность метода продемонстрированы на классической задаче истечения газа через круглую трубу конечной длины и задаче обтекания модели спускаемого аппарата. Показано, что двухуровневая модель обеспечивает значительное улучшение скорости счета и масштабируемости метода. Библ. 24. Фиг. 5.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (коды проектов 15-01-07911, 15-07-02986) и грантом Правительства РФ по постановлению № 220 по договору № 11.G34.31.0072, заключенным между Министерством образования и науки РФ, ведущим ученым и МФТИ.
Поступила в редакцию: 06.08.2015 Исправленный вариант: 05.10.2015
Образец цитирования:
В. А. Титарев, С. В. Утюжников, А. В. Чикиткин, “OpenMP + MPI параллельная реализация численного метода для решения кинетического уравнения”, Ж. вычисл. матем. и матем. физ., 56:11 (2016), 1949–1959; Comput. Math. Math. Phys., 56:11 (2016), 1919–1928
А. А. Морозов, В. А. Титарев, “Эволюция формы облака газа при импульсном лазерном испарении в вакуум: прямоe статистическоe моделирование и решение модельного уравнения”, Ж. вычисл. матем. и матем. физ., 63:12 (2023), 1960–1972; A. A. Morozov, V. A. Titarev, “Evolution of the shape of a gas cloud during pulsed laser evaporation into vacuum: Direct simulation Monte Carlo and the solution of a model equation”, Comput. Math. Math. Phys., 63:12 (2023), 2244–2256
И. В. Воронич, В. А. Титарев, “Численный анализ течения разреженного газа через систему коротких каналов”, Ж. вычисл. матем. и матем. физ., 63:12 (2023), 1942–1959; I. V. Voronich, V. A. Titarev, “Numerical analysis of rarefied gas flow through a system of short channels”, Comput. Math. Math. Phys., 63:12 (2023), 2227–2243
V.A. Titarev, A.A. Morozov, “Arbitrary Lagrangian-Eulerian discrete velocity method with application to laser-induced plume expansion”, Applied Mathematics and Computation, 429 (2022), 127241
A. V. Chikitkin, E. K. Kornev, V. A. Titarev, “Numerical solution of the Boltzmann equation with s-model collision integral using tensor decompositions”, Comput. Phys. Commun., 264 (2021), 107954
Aleksandr V. Chikitkin, Egor K. Kornev, Smart Innovation, Systems and Technologies, 215, Smart Modelling for Engineering Systems, 2021, 105
V. A. Titarev, A. A. Frolova, V. A. Rykov, P. V. Vashchenkov, A. A. Shevyrin, Y. A. Bondar, “Comparison of the Shakhov kinetic equation and DSMC method as applied to space vehicle aerothermodynamics”, J. Comput. Appl. Math., 364 (2020), UNSP 112354
В. А. Титарев, Е. М. Шахов, “Гибридный метод расчета струи разреженного газа при истечении через очень длинный канал в вакуум”, Ж. вычисл. матем. и матем. физ., 60:11 (2020), 1998–2011; V. A. Titarev, E. M. Shakhov, “A hybrid method for the computation of a rarefied gas jet efflux through a very long channel into vacuum”, Comput. Math. Math. Phys., 60:11 (2020), 1936–1949
Vladimir A. Titarev, Continuum Mechanics, Applied Mathematics and Scientific Computing: Godunov's Legacy, 2020, 353
Egor Kornev, Aleksandr Chikitkin, PROCEEDINGS OF THE X ALL-RUSSIAN CONFERENCE “Actual Problems of Applied Mathematics and Mechanics” with International Participation, Dedicated to the Memory of Academician A.F. Sidorov and 100th Anniversary of UrFU: AFSID-2020, 2312, PROCEEDINGS OF THE X ALL-RUSSIAN CONFERENCE “Actual Problems of Applied Mathematics and Mechanics” with International Participation, Dedicated to the Memory of Academician A.F. Sidorov and 100th Anniversary of UrFU: AFSID-2020, 2020, 050009
Minh Tuan Ho, L. Zhu, L. Wu, P. Wang, Zh. Guo, Zh.-H. Li, Y. Zhang, “A multi-level parallel solver for rarefied gas flows in porous media”, Comput. Phys. Commun., 234 (2019), 14–25
L. M. Yang, C. Shu, W. M. Yang, J. Wu, “An improved three-dimensional implicit discrete velocity method on unstructured meshes for all Knudsen number flows”, J. Comput. Phys., 396 (2019), 738–760
G. Dimarco, R. Loubere, J. Narski, T. Rey, “An efficient numerical method for solving the Boltzmann equation in multidimensions”, J. Comput. Phys., 353 (2018), 46–81
V. A. Titarev, E. M. Shakhov, “Unsteady rarefied gas flow with shock wave in a channel”, Fluid Dyn., 53:1 (2018), 143–151
V. A. Titarev, “Application of model kinetic equations to hypersonic rarefied gas flows”, Comput. Fluids, 169, SI (2018), 62–70
О. В. Ильин, “Метод моделирования динамики разреженного газа на основе решеточных уравнений Больцмана и уравнения БГК”, Ж. вычисл. матем. и матем. физ., 58:11 (2018), 1889–1899; O. V. Ilyin, “A method for simulating the dynamics of rarefied gas based on lattice Boltzmann equations and the BGK equation”, Comput. Math. Math. Phys., 58:11 (2018), 1817–1827
Titarev V.A., Faranosov G.A., Chernyshev S.A., Batrakov A.S., “Numerical Modeling of the Influence of the Relative Positions of a Propeller and Pylon on Turboprop Aircraft Noise”, Acoust. Phys., 64:6 (2018), 760–773
V. A. Titarev, “Numerical modeling of high-speed rarefied gas flows over blunt bodies using model kinetic equations”, Eur. J. Mech. B-Fluids, 64:SI (2017), 112–117
М. Н. Петров, В. А. Титарев, С. В. Утюжников, А. В. Чикиткин, “Многопоточная OpenMP-реализация метода LU-SGS с использованием многоуровневой декомпозиции неструктурированной расчетной сетки”, Ж. вычисл. матем. и матем. физ., 57:11 (2017), 1895–1905; M. N. Petrov, V. A. Titarev, S. V. Utyuzhnikov, A. V. Chikitkin, “A multithreaded OpenMP implementation of the LU-SGS method using the multilevel decomposition of the unstructured computational mesh”, Comput. Math. Math. Phys., 57:11 (2017), 1856–1865