Все статьи автора в журнале: Гуличева А.А.

1. Подходы к распараллеливанию конечно-объемных методов моделирования систем гидродинамики

   Approaches to parallelization of finite-volume modeling methods for hydrodynamics systems

   Номер: 2025 / 10

   Гуличева А.А. | Gulicheva A.A. | n-gulicheva@mirea.run-gulicheva@mirea.ru

   Авторы статьи

   Authors

   Гуличева А.А.

   Gulicheva A.A.

   n-gulicheva@mirea.ru

   n-gulicheva@mirea.ru

   ---

   Подходы к распараллеливанию конечно-объемных методов моделирования систем гидродинамики

    

   УДК 004.09

   DOI: 10.36652/0869-4931-2025-79-10-469-476

    

   Приведен обзор подходов к распараллеливанию конечно-объемных методов моделирования систем гидродинамики. Выделены наиболее распространенные пути к параллельной организации вычисления потоков консервативных величин через границы расчетных ячеек: использование блокировок с помощью OpenMP, промежуточное сохранение величин потоков на границах между ячейками и разбиение множества границ потоков на неконфликтующие множества с использованием раскраски графов. Показано, что наиболее популярные технологии параллельного программирования разностных методов для параллельных вычислительных систем (ПВС) с общей и распределенной памятью — это программный интерфейс OpenMP и интерфейс передачи сообщений MPI соответственно. Технология OpenMP предоставляет набор директив для выделения участков алгоритма, например, циклов по элементам, для которых компилятор должен сгенерировать параллельный многопоточный код. Проведен анализ методом распараллеливания численных схем решения систем гидродинамической модели COASTOX-HD из системы моделей COASTOX-UN с помощью гибридного подхода MPI + OpenACC.

   ---

   Ключевые слова

   распараллеливание, конечно-объемные методы, моделирование, системы гидродинамики, неструктурированные сетки, MPI, OpenACC

   Approaches to parallelization of finite-volume modeling methods for hydrodynamics systems

   The article provides a review of approaches to parallelization of finite-volume modelling methods for hydrodynamics systems. The most common ways to parallelize the computation of conservative quantities flows across the boundaries of computational cells are identified: by using locks with OpenMP, intermediate storage of flow values at the boundaries between cells and partitioning the set of flow boundaries into non-conflicting sets using graph coloring. It is shown that the most popular technologies for parallel programming of difference methods for parallel computing systems (PCS) with shared and distributed memory are the OpenMP programming interface and the MPI message passing interface, respectively. OpenMP technology provides a set of directives for selecting sections of an algorithm, such as element loops, for which the compiler must generate parallel multithreaded code. The analysis of the numerical schemes parallelization method for solving the COASTOX-HD hydrodynamic model systems from the COASTOX-UN model system using the hybrid MPI + OpenACC approach was carried out using the parallelization method.

   ---

   Keywords

   parallelization, finite-volume methods, modeling, hydrodynamic systems, unstructured grids, MPI + OpenACC