БАЛАНСИРОВКА НАГРУЗКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВЗВЕШЕННЫХ ДИАГРАММ ВОРОНОГО

Abstract

Решение задачи балансировки нагрузки актуально при проведении высокопроизводительных вычислений. Одним из оригинальных методов решения задачи балансировки является использование диаграмм Вороного для декомпозиции области. Сильной стороной данного подхода является возможность применения такой декомпозиции на различных типах данных. Балансировка может использоваться на эйлеровых сетках, лагранжевых сетках, совместно с методикой сглаженных частиц (SPH). Метод также может использоваться для балансировки адаптивных сеток, но в этом случае проявляется его недостаток: из-за сильной неоднородности нагрузки на адаптивных сетках метод динамической балансировки может быть неустойчивым или обладать плохой сходимостью. В работе предлагается усовершенствование алгоритма балансировки за счет перехода от использования обычных диаграмм Вороного к взвешенным диаграммам. Предложенный алгоритм реализован в виде программного комплекса. Тестирование предложенного алгоритма строится на базе ряда модельных задач и задач из области механики сплошной среды. Оценка эффективности балансировки строится на базе исследования поведения величины дисбаланса с учетом балансировки и без. Показано, что предложенный алгоритм успешно справляется со своей задачей, и величина дисбаланса в случае использования взвешенной диаграммы Вороного в 10–100 раз меньше, чем при использовании обычных диаграмм Вороного.