Переносимое решение для моделирования сжимаемых течений на всех существующих гибридных суперкомпьютерах

Описывается вариант численного алгоритма моделирования вязких газодинамических течений на неструктурированных гибридных сетках и его программная реализация для гетерогенных вычислений. Для аппроксимации системы уравнений Навье–Стокса используется метод конечного объема повышенного порядка аппроксимации с определением значений переменных в центрах масс сеточных элементов. Распределенная программная реализация численного алгоритма адаптирована к запуску на гибридных вычислительных комплексах различной архитектуры. Созданы сравнительные реализации с использованием программных моделей MPI, OpenMP, CUDA, OpenCL, которые позволяют задействовать многоядерные процессоры и различные типы ускорителей, включая графические процессоры NVIDIA и AMD, многоядерные сопроцессоры Intel Xeon Phi. Обмен данными между MPI процессами и между процессорами и ускорителями осуществляется одновременно с выполнением вычислений (как в режиме MPI+OpenMP, так и при использовании CUDA или OpenCL). Подробно исследуются показатели параллельной эффективности и производительности на системах с различными типами вычислителей. В тестах успешно задействовано до 260 графических процессоров.