Stanisław Gepner

Adaptacja siatek i przetwarzanie równoległe w symulacji przepływów transonicznych

Abstract:

Uzyskanie wiarygodnych wyników symulacji przepływowych wymaga zastosowania odpowiednio gęstych siatek. Prowadzi to do problemów obliczeniowych, których rozmiar uniemożliwia zastosowanie pojedynczego procesora. Wynika stąd konieczność stosowania przetwarzania równoległego, wykorzystującego wiele współpracujących procesorów.

Interesujące zjawiska przepływowe, których poprawne odtworzenie jest kluczowe dla jakości uzyskanego wyniku, są często ograniczone do niewielkiego fragmentu pola przepływu (fale uderzeniowe, warstwa przyścienna, itp.). Można więc dobrać dyskretyzację przestrzenną tak, by zapewnić wysoką rozdzielczość w obszarach ich występowania, jednocześnie zmniejszając rozdzielczość w pozostałych rejonach. Dla osiągnięcia tego celu wykorzystuje się różne techniki adaptacji.

Zastosowanie przetwarzania równoległego wraz z adaptacją skutkuje jednak spadkiem wydajności obliczeniowej. Dzieje się tak, ponieważ zastosowanie adaptacji zaburza równomierność podziału obciążenia obliczeniowego pomiędzy wykorzystywanymi procesorami. W konsekwencji powoduje to znaczne wydłużenie procesu obliczeniowego.

Tematem obecnej rozprawy jest jednoczesne zastosowanie przetwarzania równoległego oraz metod automatycznej adaptacji. Autor stawia tezę, że takie połączenie przy wykorzystaniu specjalizowanych metod repartycjonowania umożliwia zachowanie wysokiej wydajności obliczeniowej.

Opisane techniki numeryczne pozwalają na przeprowadzenie adaptacyjnej symulacji przepływu wokół złożonych geometrii lotniczych. Ich skuteczność została zaprezentowana na przykładach o wzrastającej złożoności (SCRAMJET, profil lotniczy NACA 0012, skrzydło Onera M6).