نام پژوهشگر: میلاد قیامی اترآباد

توسعه یک مدل عددی برای حل موازی معادلات آب های کم عمق
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه یزد - دانشکده فنی 1392
  میلاد قیامی اترآباد   محمد رضا هادیان

دینامیک سیالات محاسباتی (cfd) حل معادلات حاکم بر حرکت جریان به روش عددی می باشد، این معادلات شامل: بقای جرم (پیوستگی) و مومنتوم (قانون نیوتن) می باشد. این معادلات مجموعه ای از روابط دیفرانسیل غیر خطی می باشند که حل آنها بصورت تحلیلی برای کاربردهای مهندسی تقریباً غیرممکن است و ناگزیر حل عددی این معادلات مورد استفاده قرار می گیرد. معمولاً حل عددی معادلات حاکم بر اساس روش های تکراری بوده و طولانی و زمان بر است. پردازش موازی یکی از روش های مطرح برای کاهش زمان محاسبات و استفاده از توان محاسباتی چند هسته پردازشی بصورت همزمان می باشد. در حال حاضر پردازش موازی به دو صورت پردازش های مبتنی بر cpu و gpu می باشد. در تحقیق حاضر با توجه به امکانات موجود، cpu بکارگرفته شده است. در این زمینه دو مدل پردازشی حافظه اشتراکی و حافظه توزیع شده مطرح است که هر دو روش در این تحقیق پیاده سازی شده است. معادلات مورد استفاده در این تحقیق معادلات متوسط آب های کم عمق می باشد. نتایج حاصل از این پایان نامه نشان می دهد که پردازش موازی در حل عددی معادلات آب های کم عمق تا?ثیر زیادی داشته و می تواند زمان حل برنامه را تاحد زیادی کاهش دهد. همچنین درصورتی که تعداد سلول های محاسباتی زیاد باشد مدل حافظه اشتراکی کارایی بهتری نسبت به مدل حافظه توزیعی دارد درحالی که مدل حافظه توزیعی در شبکه با تعداد سلول کمتر کارایی بهتری از خود نشان داده است. در موازی سازی با این دو روش لازم است تمام حلقه هایی که قابلیت موازی سازی را دارا می باشند، موازی سازی گردند. در بیشتر موارد این تصور وجود دارد که با موازی سازی بخشی از برنامه راندمان افزایش می یابد و بهبود در سرعت اجرا حاصل می گردد، که با توجه به تجربه بدست آمده، نه تنها کمکی به بهبود کارایی برنامه نمی شود بلکه راندمان محاسبات کاهش می یابد. مقایسه دو روش gmres و tdma برای حل ذستگاه محاسبات مورد بررسی قرار گرفت که روش gmres به دلیل حل دقیق تر و همچنین حل ماتریس 5 قطری نیاز به حجم بالایی از حافظه داشته و در نتیجه زمان اجرای آن نسبت به tdma بیشتر است. همچنین از نظر بهبود در همگرایی نیز مدل gmres تاثیری بر روند همگرایی ندارد.