Acceleration of parallel algorithms for solving three-dimensional boundary value problems on quasi-structured grids

Abstract

Статья посвящена ускорению параллельного решения трехмерных краевых задач методом декомпозиции расчетной области на подобласти, сопрягаемые без наложения. Декомпозиция проводится равномерной параллелепипедальной макросеткой. В каждой подобласти и на границе сопряжения (интерфейсе) строятся свои структурированные подсетки. Объединение этих подсеток образует квазиструктурированную сетку, на которой решается поставленная задача. Распараллеливание решения осуществляется при помощи MPI-технологий. Предложен и экспериментально исследован алгоритм ускорения внешнего итерационного процесса по подобластям для решения системы линейных алгебраических уравнений, аппроксимирующих уравнение Пуанкаре-Стеклова на интерфейсе. Проведены серии численных экспериментов на различных квазиструктурированных сетках и при различных параметрах вычислительных алгоритмов, показывающих ускорение вычислений. This paper is devoted to the acceleration of the parallel solution of three-dimensional boundary value problems by the computational domain decomposition method into subdomains that are conjugated without overlapping. The decomposition is performed by a uniform parallelepipedal macrogrid. In each subdomain and on the interface, some structured subgrids are constructed. The union of these subgrids forms a quasi-structured grid on which the problem is solved. The parallelization is carried out using the MPI-technology. We propose and experimentally study the acceleration algorithm for an external iterative process on subdomains to solve a system of linear algebraic equations approximating the Poincare-Steklov equation on the interface. A number of numerical experiments are carried out on various quasi-structured grids and with various parameters of computational algorithms showing the acceleration of computations.