Сглаживание границ между доменами поверхностной расчетной сетки - Bagrov, Andrey Dmitrievich; Rybakov, Alexey Anatolyevich (Современные информационные технологии и ИТ-образование; Том 17 № 2 (2021): Современные информационные технологии и ИТ-образование, 2021)
Для эффективного использования суперкомпьютерных вычислительных ресурсов при решении задач имитационного моделирования важное значение имеет качественная декомпозиция расчетной сетки. Современные расчетные задачи работают с входными данными большого объема, из-за чего обработка их на одном вычислительном узле за разумное время невозможна. В частности, для проведения расчетов на больших расчетных сетках требуется выполнение их декомпозиции на отдельные домены. При этом каждый из доменов обрабатывается на своем вычислительном узле, а для поддержания целостности задачи вычислительные узлы обмениваются между собой расчетными данными, пересекающими границы доменов расчетной сетки. Качество декомпозиции расчетной сетки характеризуется такими параметрами, как равномерность распределения ячеек по доменам, максимальная длина границы между двумя доменами, суммарная длина всех границ между всеми парами доменов и многими другими. Важнейшим индикатором качества декомпозиции сетки является равномерность распределения ячеек по доменам, так как скорость обсчета всей задачи характеризуется прежде всего скоростью обработки самого крупного домена. Однако, также высокую значимость имеет максимальная длина границы между парами доменов, так как значение данного параметра определяет скорость выполняемых обменов данными между вычислительными узлами. При уменьшении шага по времени в расчетных задачах и увеличении количества вычислительных узлов (высокая степень распараллеливания), доля межпроцессных обменов существенно возрастает, и уменьшение длины границы между доменами существенным образом влияет на общее время работы расчетной задачи. В данной статье рассматривается алгоритм сглаживания границ между доменами, в процессе которого длины границ уменьшаются, при этом не ухудшая равномерность распределения ячеек сетки между доменами. Численные эксперименты показали, что применение предложенного алгоритма приводит к сокращению длин границ между доменами примерно 10%, что приводит к ускорению обмена данными в процессе проведения расчетов.