Дополнительная профессиональная программа повышения квалификации

«Параллельные вычисления в аэродинамических задачах»

Слушатели будут ознакомлены с мировым опытом создания супер-ЭВМ, их архитектурой и классификацией. Кругозор в этой области полезен при планировании и постановке численных исследований, выборе адекватных вычислительных ресурсов.

Будут рассмотрены вычислительные задачи, порождаемые основными моделями течений при использовании явных и неявных схем дискретизации. Классификация задач позволяет установить источники высокой вычислительной трудоемкости, требующей использования супер-ЭВМ и параллельных вычислений. Неявные схемы приводят к большим системам нелинейных уравнений, размеры которых доходят до 109 и более. Итерационное решение нелинейной задачи представляет собой последовательность линейных задач, для которых созданы как прямые методы на основе LU- и QU-разложений, так и эффективные итерационные методы.

Центральное место в программе занимают параллельные алгоритмы, реализующие названные методы. Эти алгоритмы представлены в ряде библиотек, свободно доступных для разработчиков программ. А для тех, кто использует готовые программы как "черные ящики", полезно просто иметь представление, на чем они основаны.

Параллельные алгоритмы предусматривают взаимодействие и обмен данными между параллельными ветвями расчета. Для этих целей созданы специальные программные средства. В архитектуре с общей памятью используется технология нитей, которая может быть реализована с помощью библиотеки POSIX Threads. Более универсальной является система MPI, применимая для крупных установок с раздельной памятью. Важную роль в этих системах играют асинхронные операции, позволяющие совместить вычисления с обменом данных, обычно более медленным.

Крупные вычислительные установки работают в многопользовательском режиме. На них организуются автоматические очереди задач и разделение ресурсов между пользователями при помощи систем Slurm, Torque, Grid Engine и др. Для оптимальной настройки очередей и использования мощностей необходимо представлять, как работает оборудование и программное обеспечение.

Программа предназначена для специалистов, решающих задачи вычислительной аэродинамики с применением современных вычислительных установок, допускающих параллельные вычисления. Сложность этих задач практически неисчерпаемая, поэтому параллельные вычисления позволяют существенно продвинуться в их решении.

Цель  – научить  слушателя  работать  на  супер-ЭВМ.

По окончании  каждый слушатель должен:

  • понимать, для чего создаются супер-ЭВМ, какие математические методы и вычислительные алгоритмы на них используются и как это способствует решению аэродинамических задач;
  • уметь применять полученные сведения в своей практической деятельности.

 

Тематический план

Название темы

Кол-во часов

Лекции

1

Введение. Супер-ЭВМ в мировой практике. TOP-500.

2

2

Математические и численные модели течений. Источники вычислительной трудоемкости.

2

3

Параллельные алгоритмы решения линейных систем.

4

4

Параллельная реализация итерационных методов решения нелинейных систем.

4

5

Программное обеспечение параллельных вычислений.

4

6

Зачет

2

7

ИТОГО:

18

 

По окончании   выдается  удостоверение установленного  образца.

Скачать программу в формате pdf.

© 2010-2019 Корпоративный университет «ЦАГИ»
(495) 556 37 01
dpo@tsagi.ru