Heterogeneous parallel implementation of a multigrid method with full approximation in the NOISETTE code

Abstract

Статья посвящена ускорению расчетов сжимаемых течений на гибридных кластерных системах с помощью многосеточного метода с полной аппроксимацией (FAS MG--Full Approximation Scheme MultiGrid). Базовая численная методика имеет следующие особенности: для пространственной дискретизации используются неструктурированные смешанные сетки и схемы с определением сеточных функций в сеточных узлах, для дискретизации по времени используется неявная схема. Целью данной работы является получение многократного ускорения расчета в стационарной постановке как на центральных, так и на графических процессорах без каких-либо существенных потерь в параллельной эффективности. Описывается подход к построению сеточных уровней, методика повышения качества сеточного представления геометрии моделируемых объектов, параллельная реализация в рамках комбинированного распараллеливания, сочетающего MPI для параллельной модели с распределенной памятью, OpenMP для модели с общей памятью и OpenCL для вычислений на графических процессорах различной архитектуры.