ЭФФЕКТИВНАЯ ФРАГМЕНТИРОВАННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ КРАЕВОЙ ЗАДАЧИ ФИЛЬТРАЦИИ ДВУХФАЗНОЙ ЖИДКОСТИ

EDN: IWCDKX

Автоматизация конструирования параллельных программ численного моделирования являет-ся актуальной темой в области системного параллельного программирования. В общей по-становке задача автоматического конструирования эффективной (по времени выполнения, расходу памяти, нагрузке на сеть и т.п.) параллельной программы по ее высокоуровневой спецификации является алгоритмически труднорешаемой. Развитие языков и систем автоматического конструирования параллельных программ осуществляется за счет накопления в системах частных решений и эвристик, обеспечивающих приемлемую эффективность конструируемых программ для классов приложений. Важную роль в этой связи имеет исследование эффективных параллельных реализаций конкретных задач численного моделирования на предмет возможности создания на основе этого опыта новых методов и алгоритмов конструирования эффективных параллельных программ для аналогичных случаев. Технология фрагментированного программирования является подходом, позволяющим автоматизировать конструирование эффективных параллельных программ численного моделирования. Система LuNA, разрабатываемая в ИВМиМГ СО РАН, инструментально поддерживает этот подход. В статье рассматривается эффективная фрагментированная реализация на мультикомпьютерах решателя краевой задачи фильтрации двухфазной жидкости в трехмерной области в присутствии скважин. Разработаны и оптимизированы две версии программы — одна на основе традиционных средств параллельного программирования (MPI+OpcnMP), вторая — полученная с помощью системы LuNA. Обе реализации основаны на анализе численного алгоритма с точки зрения возможностей его эффективной параллельной реализации. Экспериментальное исследование реализаций показало, что программа, разработанная вручную, обладает удовлетворительной эффективностью, а автоматически сконструированная программа с помощью системы LuNA уступает в производительности ручной реализации около трех раз, что является хорошим показателем для систем такого типа.

Исследование выполнено в рамках государственного задания ИВМиМГ СО РАН 0251-2021-0005.

Список литературы

1. Ivanov М. L, Kremer I. A., Laevsky Yu. М. On the streamline upwind scheme of solution to the filtration problem // Siberian Electronic Mathematical Reports. 2019. V. 16. P. 757-776. 2. Ivanov M. L, Kremer I. A., Laevsky Yu. M. On wells modeling in filtration problems // Siberian Electronic Mathematical Reports. 2019. V. 16. P. 1868-1884. 3. Malyshkin V. E., Perepelkin V. A. LuNA Fragmented Programming System, Main Functions and Peculiarities of Run-Time Subsystem // Malyshkin, V. (eds) Parallel Computing Technologies. PaCT 2011. Lecture Notes in Computer Science. V. 6873. Springer, Berlin, Heidelberg, https://doi.org/ 10.1007/978-3-642-23178-0\_5. 4. Синтез параллельных программ и систем на вычислительных моделях / В. А. Вальковский, В.Э. Малышкин; Отв. ред. В.Е. Котов; АН СССР, Сиб. отд-ние, ВЦ. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1988. 126 с. 5. Малышкин В.Э. Технология фрагментированного программирования // Вестник ЮУрГУ. Серия: Вычислительная математика и информатика. 2012. № 46 (305). 6. Перепелкин В. А., Иванов М. И. Повышение производительности LuNA-программ на основе воспроизведения трасс // Десятая Сибирская конференция по параллельным и высокопроизводительным вычислениям. Сборник статей. Под редакцией А. В. Старченко. Томск, 2021. С. 29-36. 7. Информационно-вычислительный центр Новосибирского государственного университета [Электронный ресурс]: http: //nusc. nsu.ru/wiki/doku. php/doc/index. 8. Межведомственный Суперкомпьютерный Центр Российской Академии Наук [Электронный ресурс]: http://www.jscc.ru/.