توسعه یک مدل عددی برای حل موازی معادلات آب های کم عمق

پایان نامه
چکیده

دینامیک سیالات محاسباتی (cfd) حل معادلات حاکم بر حرکت جریان به روش عددی می باشد، این معادلات شامل: بقای جرم (پیوستگی) و مومنتوم (قانون نیوتن) می باشد. این معادلات مجموعه ای از روابط دیفرانسیل غیر خطی می باشند که حل آنها بصورت تحلیلی برای کاربردهای مهندسی تقریباً غیرممکن است و ناگزیر حل عددی این معادلات مورد استفاده قرار می گیرد. معمولاً حل عددی معادلات حاکم بر اساس روش های تکراری بوده و طولانی و زمان بر است. پردازش موازی یکی از روش های مطرح برای کاهش زمان محاسبات و استفاده از توان محاسباتی چند هسته پردازشی بصورت همزمان می باشد. در حال حاضر پردازش موازی به دو صورت پردازش های مبتنی بر cpu و gpu می باشد. در تحقیق حاضر با توجه به امکانات موجود، cpu بکارگرفته شده است. در این زمینه دو مدل پردازشی حافظه اشتراکی و حافظه توزیع شده مطرح است که هر دو روش در این تحقیق پیاده سازی شده است. معادلات مورد استفاده در این تحقیق معادلات متوسط آب های کم عمق می باشد. نتایج حاصل از این پایان نامه نشان می دهد که پردازش موازی در حل عددی معادلات آب های کم عمق تا?ثیر زیادی داشته و می تواند زمان حل برنامه را تاحد زیادی کاهش دهد. همچنین درصورتی که تعداد سلول های محاسباتی زیاد باشد مدل حافظه اشتراکی کارایی بهتری نسبت به مدل حافظه توزیعی دارد درحالی که مدل حافظه توزیعی در شبکه با تعداد سلول کمتر کارایی بهتری از خود نشان داده است. در موازی سازی با این دو روش لازم است تمام حلقه هایی که قابلیت موازی سازی را دارا می باشند، موازی سازی گردند. در بیشتر موارد این تصور وجود دارد که با موازی سازی بخشی از برنامه راندمان افزایش می یابد و بهبود در سرعت اجرا حاصل می گردد، که با توجه به تجربه بدست آمده، نه تنها کمکی به بهبود کارایی برنامه نمی شود بلکه راندمان محاسبات کاهش می یابد. مقایسه دو روش gmres و tdma برای حل ذستگاه محاسبات مورد بررسی قرار گرفت که روش gmres به دلیل حل دقیق تر و همچنین حل ماتریس 5 قطری نیاز به حجم بالایی از حافظه داشته و در نتیجه زمان اجرای آن نسبت به tdma بیشتر است. همچنین از نظر بهبود در همگرایی نیز مدل gmres تاثیری بر روند همگرایی ندارد.

منابع مشابه

حل عددی معادلات آب کم عمق با استفاده از روش فشرده

در این مقاله حل عددی شکل پایستار معادلات اب کم عمق در صفحه b با استفاده از روش فشرده مرتبه چهارم ارائه می شود . معادلات آب کم عمق در واقع بیان کننده حرکت یک جو یا اقیانوس یک لایه ای همراه با تقریب هیدوستاتیک می باشند، که در انها فرض می شود چگالی ثابت است و علاوه بر آن جو را خشک و هر دو را بدون اصطکاک فرض می کنند. برای گسسته سازی ، معادلات حاصل با استفاده از روش ADI در دوراستای محور های مختصات ش...

متن کامل

حل عددی معادلات آب کم عمق یک بُعدی با روش فشرده ترکیبی مرتبه ششم

مطالعه فیزیکی معادلات آب کم عمق یکی از مسائل مطرح در دینامیک شاره های ژئوفیزیکی است. در این کار به بررسی عملکرد روش فشرده ترکیبی مرتبه ششم برای حل عددی معادلات آب کم عمق یک بُعدی پرداخته می شود. برای مقایسه حل عددی با سایر روش های تفاضل متناهی، معادلات آب کم عمق یک بعدی به سه روش حل شده و نتایج حاصل برای یک آزمون موردی مقایسه می شود. در این حل عددی، برای انتگرال گیری بخش زمانی معادلات از روش رون...

متن کامل

کاربست روش طیفی برای حل عددی معادلات آب کم عمق منطقه محدود

در این پژوهش، روش شبه طیفی برای حل عددی معادلات آب کم عمق دوبُعدی غیرخطی در منطقه محدود به کار گرفته می شود. روش شبه طیفی بر استفاده از توانایی روش طیفی در برآورد مشتقات فضایی تابع هایی که به قدر کافی هموارند، استوار است. در مدل منطقه محدود ساخته شده برمبنای طرحواره دارای پایستاری آنستروفی پتانسیلی سادورنی برای معادلات آب کم عمق یا بسیط فشارورد، به جای تفاضل مرکزی از روش طیفی برمبنای تابع های فو...

متن کامل

بررسی اثر پخش عددی بر دقت حل عددی معادلات آب کم عمق

هنگام حل عددی شکل اویلری معادلات آب کم عمق، مهار ناپایداری غیرخطی و جلوگیری از بروز آن لازم است. یک راه حل رایج، اضافه کردن یک جمله فراپخش به معادله تاوایی است. در تحقیق حاضر، سه روش با توانایی تفکیک زیاد یعنی روش های اَبَرفشرده مرتبه ششم، فشرده مرتبه چهارم و روش طیفی وار و نیز روش مرتبه دوم مرکزی برای حل عددی معادلات آب کم عمق در صفحه مورد استفاده قرار می گیرند. سپس اثر استفاده از توان های متفاو...

متن کامل

حل تحلیلی و عددی معادلات آبهای کم عمق با ناپیوستگی های متمرکز در بستر

متن کامل

حل عددی معادلات حاکم بر امواج آب های کم عمق

در این پایان نامه معادلات امواج در آب های کم عمق معرفی، و سپس یکی از انواع این معادلات معروف به معادله ی کورتوگ دی وریس (kdv) به عنوان یک معادله ی غیرخطی و سالیتونی به همراه تاریخچه پیدایش این معادله تشریح می گردد. علاوه بر آن، با بررسی معادله، جواب های بدست آمده ازآن با استفاده از روش های تحلیلی تجزیه آدومیان، تحلیلی هموتوپی و تداخلی هموتوپی مورد مقایسه قرارداده می شوند. در پایان روش های عناصر...

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


نوع سند: پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه یزد - دانشکده فنی

کلمات کلیدی

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023