Использование эффективных алгоритмов оптимизации и суперкомпьютерных технологий при построении неструктурированных расчетных сеток методом молекулярно-динамического моделирования



Molecular dynamics-based unstructured grid generation using supercomputing technologies and efficient optimization algorithms

A parallel implementation of the molecular dynamics-based unstructured grid generation algorithm for continuum mechanics problems is presented. Various methods for speeding up computation based on modification of particle-particle interaction model and algorithm optimization techniques are proposed and implemented. Optimization methods are mainly applied to reduce computation time. Alternative parallel algorithms using OpenMP and MPI parallel technologies are developed.

methods of molecular dynamics, unstructured grids, multiprocessor simulation


Том 14, выпуск 4, 2013 год



Представлена параллельная реализация компьютерного кода, предназначенного для построения двумерных и трехмерных, однородных и адаптивных неструктурированных расчетных сеток для различных задач механики сплошной среды с использованием классических методов молекулярной динамики. Предложены и реализованы различные методы ускорения вычислений, основанные на модификации исходной модели взаимодействующих частиц и методы алгоритмической оптимизации, не требующие модификации модели. Применявшиеся методы оптимизации направлены главным образом на уменьшение расчетного времени. Созданы альтернативные алгоритмы распараллеливания с использованием библиотеки параллельного программирования MPI и технологии OpenMP.

методы молекулярной динамики, неструктурированные сетки, многопроцессорное моделирование


Том 14, выпуск 4, 2013 год



1. Железнякова А.Л., Суржиков С.Т. “Построение простран-ственных неструктурированных сеток для задач аэротер-модинамики методом молекулярной динамики.” Доклады Академии наук. Т.439. №1 (2011): 42–47.
2. Verlet, L., “Computer experiments on classical fluids. I. Ther-modynamic properties of LennardJones molecules.” Phys. Rev. 159 (1967): 98–103.
3. Немнюгин С.А. “Средства программирования для много-процессорных вычислительных систем.” Интернет –университет информационных технологий.
4. Немнюгин С., Стесик О. Параллельное программирование для многопроцессорных вычислительных систем. – СПб.: БХВ-Петербург, 2002. 400 с.
5. Гергель В.П. Теория и практика параллельных вычисле-ний. Интернет – университет информационных техноло-гий. – М: Бином, 2007. 424 с.
6. Котов М.А., Кузенов В.В. Создание сложных поверхно-стей гиперзвуковых летательных аппаратов системами САПР // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2010. Т.9. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2010-01-12-039.pdf
7. Железнякова А.Л., Суржиков С.Т. Поле течения около космического аппарата Fire II под углом атаки // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2010. Т.9. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2010-01-12-020.pdf
8. Железнякова А.Л., Кузенов В.В., Петрусев А.С., Суржиков С.Т. Расчет аэротермодинамики двух типов моделей спус-каемых космических аппаратов // Физико-химическая ки-нетика в газовой динамике. 2010. Т.9. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2010-01-12-025.pdf
Железнякова А.Л., Суржиков С.Т. Численное моделирова-ние гиперзвукового обтекания модели летательного аппа-рата X-43 // Физико-химическая кинетика в газовой дина-мике. 2011. Т.11. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2011-02-01-030.pdf