ТОЧНІСТЬ РОЗРАХУНКІВ ПОЛЯ ШВИДКОСТЕЙ ВІД СИСТЕМИ ВИХРОВИХ ВІДРІЗКІВ ПРИ ВИКОРИСТАННІ ГРАФІЧНИХ ПРОЦЕСОРІВ

Анотація

У роботі досліджувалась можливість використання графічних процесорів для розрахунку поля швидкостей від системи вихрових відрізків в ідеальній рідині при тривимірному моделюванні. Дане дослідження є важливим з огляду на велику кількість методів, що використовують дискретні вихрові структури при моделюванні тривимірних течій. При моделюванні міських забудов вихровими методами генерується величезна кількість вихрових відрізків. При цьому складність алгоритму для розрахунку таких систем пропорційна квадрату кількості елементів. Це вимагає значних обчислювальних ресурсів, особливо на тривалому проміжку часу або при великій кількості об’єктів обтікання. Графічні процесори вже давно активно використовуються для пришвидшення такого роду розрахунків, зокрема і для моделювання вихрових структур. Проте, слід зауважити, що при цьому максимальна швидкість моделювання досягається при використанні змінних типу float і це призводить до збільшення похибок обчислень. Тому при використанні GPU у методах, де треба обчислювати поле швидкостей від су­куп­нос­ті вихрових елементів, наприклад, точкових вихорів у методі дискретних вихорів чи вихрових відрізків у методі дискретних вихрових рамок, ми повинні бути впевнені, що не втрачаємо точність обчислень.

Розглядались дві системи вихрових відрізків: відрізки, що розміщені вздовж прямої, та відрізки, що сходять із пластинки при відриві потоку. Основна увага приділяється дослідженню точності розрахунків, формуванню структур даних та їх передачі на графічний процесор. Результати вказують на те, що правильна організація передачі даних із центрального процесора на графічний і навпаки робить можливим збільшити швидкість обчислень без суттєвої втрати точності розрахунків.