Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н. Е. Жуковского
ENG
Версия для печати

Моделирование разреженных течений вокруг спускаемых аппаратов методом ПСМ на GPU

15 Декабря 2015

11:00

Телемост ЦАГИ-ИТПМ СО РАН-СПбГПУ-НИИМ МГУ

Оnline-трансляция из ИТПМ СО РАН

ЦАГИ, корп. № 8, конференц-зал

Докладчик: Кашковский Александр Владимирович (ИТПМ СО РАН) , sasa@itam.nsc.ru

Тезисы доклада " Моделирование разреженных течений вокруг спускаемых аппаратов методом ПСМ на GPU "

Разработка новых спускаемых аппаратов требует получение аэротермодинамических характеристик вдоль всей траектории спуска — от свободномолекулярного до сплошносреднего режима течения. Уравнения Навье-Стокса применимы на высотах ниже 70-75 км.

Метод прямого статистического моделирования (ПСМ) в основном используется для больших высот (> 85-90 км). Моделирование течений для меньших высот, что важно для стыковки результатов с решениями на основе уравнений Навье-Стокса, требует значительного увеличения числа модельных частиц. Это приводит к увеличению используемых вычислительных ресурсов.

Например, моделирование течения из 1.2 миллиардов частиц [1] на 768 ЦПУ потребовало 154.6 часов (~6.4 дня). Очевидно, что для практического применения необходимо значительно ускорить вычисления методом DSMC, например, проводить вычисления на Graphics Processing Unit (GPU), производительность которых существенно выше обычных ЦПУ.

Программирование на GPU имеет ряд особенностей, требующих существенной переработки алгоритмов метода ПСМ. Ряд предлагаемых методик и алгоритмов позволяют значительно повысить эффективность вычислений как в пределах одного GPU, так и при использовании нескольких GPU.

Эффективность предложенных алгоритмов показана на примере моделирования течения вокруг спускаемых аппаратов ’’Аполлон’’ и ’’ППТС’’. Использование 48 GPU позволяет моделировать течения для высот 80-85 км с использованием миллиарда частиц и учетом свойств реального газа (неравновесность внутренней и кинетической энергий, химические реакции, ионизация) в пределах двух суток.

1. C.-C.Su, K.-C.Tseng, M.-C. Lo, J.-S. Wu, "A Parallel General-Purpose Direct Simulation Monte Carlo Code (PDSC++) using an Unstructured Grid’’.//ICFD 2013

1.jpg



Назад к семинару
RSS
Яндекс.Метрика