Динамическая балансировка вычислительной нагрузки при моделировании неустойчивых течений

В работе описан алгоритм динамической балансировки вычислительной нагрузки при моделировании неустойчивых течений на динамически адаптивных расчетных сетках с помощью трехмерной эйлеровой газодинамической программы. Выравнивание вычислительной нагрузки между MPI-процессами производится независимо вдоль линий (наборов MPI-фрагментов, расположенных вдоль выделенного направления), и может выполняться в трех режимах: по числу ячеек, по времени счета, и в смешанном (или автоматическом) режиме. Для минимизации накладных расходов на адаптацию и балансировку используется адаптация с запасом, при этом строится последовательность из этапов адаптации, балансировки и счета в течение заданного количества шагов — цикл Адаптация — Балансировка — Счет (цикл А-Б-С). Оптимальное число шагов в цикле А-Б-С определяется путем минимизации времени счета задачи, которое зависит от общего числа ячеек. Рассматривается тестовая задача о сферическом сжатии легкого центрального вещества тяжелой оболочкой (тест Янгса). Источником развития неустойчивостей является начальное гармоническое возмущение на контактной границе веществ. Моделирование проводится с применением динамической сеточной адаптации второго уровня в области развития неустойчивостей. Оценивается ускорение времени счета задачи при включении балансировки вычислительной нагрузки в разных режимах относительно расчета без балансировки. В результате проведенных исследований показана эффективность применения адаптации с запасом в рамках цикла А-Б-С. При этом автоматический режим выравнивания нагрузки является наиболее практичным.