Hypersonic flow past a model of X-43 aircraft is realized by mathematical modeling on the base of Euler’s equations by S.K. Godunov’s method. The modeling is done by use of tetrahedral non-structured spatial mesh at Mach number 6. The non-structured meshes had from 150 thousands to 236 millions cells. The maximal in sense of cell number mesh was obtained by cutting of each tetrahedral into eight smaller ones. Calculations for meshes with more than 30 millions cell were made by supercomputer “Lomonosov” (Moscow state university named after M.V. Lomonosov) with a use of OpenMP and MPI techniques. A cut of cell arrays for parallel processing was made by frontal method. For the 236 million cells mesh the modeling runs were done with processors number from 16 to 492. The maximal achieved acceleration relating to one processor computation is evaluated at 185 times. Drag and lift coefficients for different meshes are presented as well as pressure distribution in central aircraft section. Possibilities of calculation acceleration for different multiprocessor computer architecture are discussed. Data for number of resources required for a solution of problems on superlarge meshes are presented.
hypersonic aircraft, X-43, unstructured grid, supercomputing simulations
Гиперзвуковое обтекание модели летательного аппарата Х-43 осуществляется методом математического моделирования на основе уравнений Эйлера методом С.К. Годунова на трехмерной неструктурированной сетке на основе тетраэдров при числе Маха 6. Диапазон неструктурированных сеток для моделирования со- держал от 150 тыс. ячеек до 236 млн. ячеек. Максимальная по количеству числа ячеек сетка была получена разбиением каждого тетраэдра на восемь более мелких. Расчеты на сетках с числом ячеек более 30 млн. ячеек выполнялись на суперкомпьютере “Ломоносов” (МГУ им. Ломоносова) с использованием технологий OpenMP и MPI. Разбиение массива ячеек для распараллеливания между процессорами реализовывалось фронтальным методом. Для сетки 236 млн. ячеек моделирование проводилось на количестве процессоров от 16 до 492. Максимально достигнутое ускорение по отношению к однопроцессорному варианту оценивается в 185. В работе представлены коэффициенты сопротивления и подъемной силы на различных сетках и распределение давления на летательной аппарате в центральном сечении. В работе обсуждаются возможности ускорения расчетов за счет использования различных многопроцессорных архитектур. Приводятся данные по количеству ресурсов, необходимых для решения задачи на сверхбольших сетках. Обсуждается порядок запуска заданий для суперкомпьютера и методика отладки многопроцессорных приложений.
гиперзвуковой летательный аппарат, X-43, неструктурированные сетки, суперкомпьютерное моделирование
