Open AccessМоделирование формирования УНС в плазмес использованием параллельных вычислений
Author(s) -
Александр Николаевич Гаврилов
Publication year - 2018
Publication title -
vestnik voronežskogo gosudarstvennogo universiteta. seriâ sistemnyj analiz i informacionnye tehnologii
Language(s) - Russian
Resource type - Journals
ISSN - 1995-5499
DOI - 10.17308/sait.2018.2/1205
Subject(s) - cuda , computer science , parallel computing , cpu shielding , computational science , central processing unit , operating system
В статье рассматривается методика решения математической модели образования кластерных групп углерода, которые формируют углеродные наноструктуры (УНС) в низкотемпературной плазме при термической возгонке графита. Традиционно модели такого типа решаются численно, с использованием суперкомпьютеров или Grid-технологий. Данный подход имеет достаточно высокую стоимость и не всегда доступен для инженерных расчетов. Альтернативным вариантом является использование ресурсов современных персональных компьютеров (ПК). Применение технологии распараллеливания на CPU и GPU позволяет выполнять вычисления общего назначения на базе графических процессоров видеокарты ПК. Представленный алгоритм на основе метода крупных частиц (МКЧ) позволяет получить численное решение рассматриваемой модели с применением технологии Nvidia CUDA на ПК. Предложены подходы к распараллеливанию вычислений на CPU и GPU и проведен анализ времени выполнения различных алгоритмов расчета параметров электромагнитного поля и поиска столкновений частиц в плазме. Получены количественные характеристики влияния основных параметров процесса на число образований кластерных групп углерода в плазме межэлектродного пространства, являющихся базой формирования УНС.