حل موازي ناوير استوكس بر روي شبكه هاي دو بعدي چند بلوكي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان . دانشكده مكانيك

در سه دهه گذشته ، برنامه نويسي موازي به عنوان ابزاري جديد و موثر براي حل مسائل پيچيده CFDاستفاده شده است . در اين مدت بيشتر تلاش ها بر روي توسعه برنامه هاي CFDبراي اجرا بر روي قويترين و بزرگترين كامپيوترهاي موجود، موسوم به سوپر كامپيوترها متمركز بوده است . قيمت بسيار زياد اين سيستم ها و مشكلات اقتصادي و سياسي موجود براي در اختيار داشتن آنها از يكسو و پيشرفت چشمگير سخت افزار كامپيوترهاي شخصي در يك دهه گذشته از سوي ديگر، سبب رويكرد كشورها و گروه هاي تحقيقاتي به استفاده از شبكه موازي متشكل از پايانه هاي شخصي )NOW's(براي محاسبات علمي شده است . براساس ، نخستين شبكه موازي كامپيوترهاي شخصي از نوع خود در كشور در اين دانشكده راه اندازي شده است و در كار حاضر براي آزمايش قابليتهاي اين سيستم و آشنايي عملي با برنامه نويسي موازي در محاسبات علمي ، يك كد CFDكه قابليت حل معادلات ناويراستوكس بر روي شبكه هاي دوبعدي نامتعامد را دارد، براي اجرا بر روي اين سيستم آماده شده است . روش حل در كار حاضر مبتني بر روش SPMDاست كه براساس آن دامنه حل صرفنظر از پيچيدگي آن به تعدادي زير دامنه يا بلوك تقسيم مي شود و با استفاده از يك برنامه يكسان ، محاسبات مربوط به هر بلوك بر روي يك پردازنده انجام مي شود. پيوستگي بين دو بلوك مجاور از طريق يك لايه همپوشاني در هر كدام از آنهاي تامين شده ، كه مبادله اطلاعات در اين لايه ها با استفاده از توابع ارتباطي استاندارد MPIانجام مي شود. معادلات در داخل هر بلوك با استفاده از روش حجم محدود گسسته شده و به صورت متوالي و با استفاده از الگوريتم SMPLEبراي شبكه هاي نامتعامد، حل مي شوند. براي حل دستگاه معادلات خطي شده ، از روش SIPاستفاده شده است . در پايان ، روش فوق براي حل چند مساله نمونه آزمايش شده ، و راندمان و ضريب افزايش سرعت براي اين روش ، اندازه گيري شده است ..

11316

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان

محمود اشرفي زاده