Development of tools for visualisation of highly nonlinear processes based on freely distributed software

Abstract

Решение дифференциальных уравнений, описывающих нелинейные волновые процессы, представляет собой очень сложный процесс. Это связано с большим количеством массовых расчетов, поэтому увеличение производительности вычислений является актуальной темой на сегодняшний день. Одним из перспективных направлений для увеличения скорости решения прикладных задач является использование параллельной обработки данных в работе вычислительных систем. В данной работе рассмотрен метод распараллеливания алгоритма решения двухмерного уравнения Кадомцева-Петвиашвили с использованием открытого стандарта OpenMP. Алгоритм основан на методе пятиточечной прогонки. Проводится анализ предметной области, выделяются и описываются характерные особенности используемой технологии. Разработанный алгоритм позволяет ускорить процесс нахождения решения дифференциального уравнения и сделать вывод об эффективности и целесообразности применения технологии OpenMP для решения данной задачи.

The solution of differential equations describing nonlinear wave processes is a very difficult process. This is associated to the large number of mass calculations, so increasing the performance of computing is an actual topic for today. One of the promising directions for increasing the speed of solving applied problems is the use of parallel data processing in the work of computing systems. The paper is considered the method of parallelizing the algorithm for solving the two-dimensional Kadomtsev-Petviashvili equation using the OpenMP standard. The algorithm is based on the flux-corrected technique. The analysis of the subject area is carried out, the characteristic features of the technology used are singled out and described. The developed algorithm allows to speed up the process of finding the solution of the differential equation and to draw a conclusion about the effectiveness and expediency of using OpenMP technology for solving this problem.