Fizikinių reiškinių modeliavimo naudojant diferencialines lygtis efektyvumo paskirstytose sistemose tyrimas

Andrej Bugajev

Daktaro disertacija

Disertacijos neparduodamos

Kiekis

Aprašymas

Šitas darbas skirtas matematinio modeliavimo programinei įrangai kurti. Disertacijoje ištirti skaitiniai metodai ir algoritmai programinės įrangos kūrimo kontekste. Kai taikomas skaitinis metodas yra svarbu atsižvelgti į ribotus kompiuterių išteklius, šių išteklių architektūrą ir metodų įtaką programinės įrangos patikimumui. Trys pagrindiniai tyrimų aspektai yra programinės įrangos efektyvumas, patikimumas ir galimybė panaudoti specialiuosius kompiuterinius išteklius. Darbe naudojami kompiuteriniai ištekliai, kuriems yra būtini skirtingų tipų paskirstytieji skaičiavimai: vienas procesorius su keliais branduoliais, daug procesorių turinčių po kelis branduolius ir stipriai lygiagretus daugiagijinis skaičiavimų įrenginys (GPU).

Tyrimas atliktas trimis kryptimis: GPU panaudojimas 3D BSLS skaičiavimams, BTM metodo panaudojimas efektyviai skaičiavimų realizacijai tam tikrais ypatumais pasižyminčiam šilumos laidumo uždaviniui spręsti ir nestabiliems modeliams skirtų sprendimų kūrimas – modeliuojamas specifinis bakterijų saviorganizacijos procesas, kai skaičiavimų rezultatai jautrūs skaitiniams metodams, pradinėms sąlygoms ir net apvalinimo paklaidoms. Visos šios kryptys yra skirtos taisyklingų technologinių komponentų, darančių realizaciją patikima ir efektyvia, kūrimui.

Darbe pasiūlytas modelis 3D BSLS skaičiavimų laikams prognozuoti, tai leidžia įvertinti tame tarpe ir pačių skaičiavimo įrenginių efektyvumą šitokios rūšies skaičiavimų atžvilgiu. Algoritmo pritaikymas ištestuotiems 3D BSLS skaičiavimų atvejams duoda apie 10 kartų pagreitėjimą lyginant su CPU lygiagrečiąja versija. BTM skaičiavimų realizacijos pagrindui pasirinktas atviro kodo paketas OpenFOAM, pasiūlyti keli metodai ir algoritmai efektyvumo problemoms spręsti. Realizuotas lygiagretusis BTM sprendiklis adaptuotas prie heterogeninio klasterio Vilkas. Patikimai programinei įrangai, skirtai bakterijų saviorganizacijos simuliacijai, kurti pasiūlyti ir pritaikyti matematiškai patikimi metodai. Atlikta skaičiavimų eksperimentų analizė, pateikta algoritmo lygiagrečioji versija.

Skaityti leidinio elektroninį variantą:

DOI: https://doi.org/10.20334/2341-M

Detaliau
VGTU leidykla "Technika"

Charakteristikos

Metai:
2015
ISBN:
978-609-457-857-1
Leidyklos nr.:
2341-M
Matmenys:
145×205 mm
Puslapių skaičius:
140 p.
Viršelis:
minkštas
Kalba:
lietuvių
16 kitos knygos toje pačioje kategorijoje:

Sekite mus Facebook'e