УДК 519.6
В. В. Н о в о к р е щ е н о в
ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ В ЗАДАЧАХ
ДИНАМИКИ И ПРОЧНОСТИ ТУРБОМАШИН
Описаны преимущества суперэлементного подхода к решению за-
дач статики и динамики деталей и узлов турбомашин. Приведено
описание программного комплекса, решающего указанные задачи с
помощью метода конечных элементов и суперэлементов. Приведе-
ны результаты тестирования комплекса.
E-mail:
novvit@mail.ru
Ключевые слова
:
суперэлемент, программный комплекс, прочностной
анализ.
Введение.
Последнее десятилетие характеризуется принципиаль-
ной сменой парадигмы наращивания мощности вычислительных
средств. Конец ХХ века ознаменовался фактическим достижением
границ миниатюризации техпроцесса изготовления электронных ми-
кросхем и дальнейшее увеличение мощности происходит ныне за
счет использования многоядерных и многопроцессорных систем на
всех уровнях — от мобильных телефонов до суперкомпьютеров. Кро-
ме того, в обиход вошли инженерные вычисления с использованием
GPU (Graphics Processing Unit), фактически представляющие собой
миниатюрные суперкомпьютеры, построенные по схеме SIMD (Single
Instruction Multiple Data).
Производители коммерческих программных комплексов для рас-
четов, связанных с инженерной деятельностью в областях газо- и ги-
дродинамики, прочности, теплофизики и т.д., приняли вызов и начали
активно внедрять возможности параллельных вычислений в свои про-
дукты. Однако жесткая конкуренция на рынке соответствующего про-
граммного обеспечения (ПО) не позволяет им взять паузу и полностью
изменить архитектуру комплекса, чтобы наиболее полно вписаться в
изменившуюся архитектуру аппаратного обеспечения. Производители
ПО вынуждены по сути применять тактику “заплаток”, заменяя от вер-
сии к версии то один, то другой вычислительный блок. В результате
сложилась ситуация, когда среди крупных игроков рынка специализи-
рованного ПО нет систем, полностью и изначально построенных на
суперэлементной основе.
Одно из наиболее успешных применений эта технология может
найти в области прочностных и теплофизических инженерных рас-
четов, которые традиционно используют метод конечных элементов
(
МКЭ), в частности, при расчете деталей и узлов турбомашин. Чтобы
пояснить актуальность рассматриваемого вопроса именно в указан-
ной области, рассмотрим результаты тестирования производительно-
сти программного комплекса Ansys 13 при расчете узла авиационного
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2012
145