Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Fluid motion modelling using vortex particle method on GPU

Rogulski Ł., Deorowicz S.

Studia Informatica

|

2013

|

Vol. 34, nr 1

31--48

EN

In this paper we present the vortex-in-cell method aimed at graphic processor units. Inviscid fluid model is examined in domain with periodic boundary conditions. The leap-frogging vortex rings simulation results are presented with sample vortex rings collision visualization. At the end the GPU solver performance advantage over CPU solver is presented.

PL

W pracy prezentujemy metodę obliczeniową wir-w-komórce zaimplementowaną na układach graficznych. Za model ośrodka został przyjęty płyn nielepki wraz z periodycznymi warunkami brzegowymi. W pracy przedstawiono wyniki symulacji dla gry wirów oraz przykładowe wizualizacje z wykorzystaniem cząsteczek markerów. Pod koniec została przedstawiona analiza uzyskanego przyspieszenia algorytmu na GPU względem wersji na CPU.

2

Modelowanie dynamiki pierścienia wirowego metodą cząstek wirowych z wykorzystaniem obliczeń równoległych na kartach graficznych

Kosior A., Kudela H.

Modelowanie Inżynierskie

|

2012

|

T. 13, nr 44

145-150

PL

W artykule przedstawiono metodę wiru w komórce (VIC -Vortex in Cell) służącą do rozwiązywania równań ruchu płynu. Ze względu na długi czas obliczeń przy użyciu jednego procesora w pracy została przedstawiona implementacja metody VIC z wykorzystaniem obliczeń równoległych w środowisku kart graficznych. Uzyskano dzięki temu 46-krotne skrócenie czasu obliczeń. Przedstawione zostały dwa przypadki testowe. Pierwszy prezentuje poprawność obliczeń prowadzonych z wykorzystaniem kart graficznych. Drugi pokazuje wpływ lepkości na prędkość przemieszczania się pierścienia wirowego.

EN

The paper presented the Vortex in Cell (VIC) method for solving the fluid motion equations in 3D. Due to the long time of computation on single processor the parallel implementation of the VIC method was presented. The speed-up for the entire VIC method implementation on the GPU was 46 times. Two test cases were presented. First one, shows correctness of the parallel implementation on GPU. Second example shows influence of viscosity on the translation velocity of the vortex ring.

3

Badanie dynamiki pierścienia wirowego zaburzonego falami Kelvina o skończonej amplitudzie z wykorzystaniem trójwymiarowej metody wir w komórce

Regucki P.

Modelowanie Inżynierskie

|

2012

|

T. 13, nr 44

245-251

PL

Jedno z fascynujących i wciąż badanych zjawisk związane jest z ewolucją fal Kelvina (sinusoidalnych zaburzeń) występujących na obwodzie pierścienia wirowego. Numeryczne wyniki prezentowane przez Kiknadze i Mamaladze [4] oraz Barenghi et al. [1] pokazują, że prędkość translacji pierścienia wirowego w warunkach panujących w nadciekłym helu He4(brak lepkości oraz infinitezymalnie mały promień rdzenia pierścienia -nić wirowa) zależy od częstotliwości i amplitudy fal Kelvina. Interesująca jest więc weryfikacja, czy podobne zachowanie można zaobserwować w granicy klasycznej cieczy nielepkiej. Wyniki numerycznego modelowania prezentowane przez autora odnoszą się do przypadku klasycznego, nielepkiego pierścienia wirowego ze skończonym promieniem wewnętrznym rdzenia. Ewolucja pierścienia była modelowana z zastosowaniem trójwymiarowej metody "wir w komórce" [2]. W prezentowanych wynikach fale Kelvina rozwijają się wzdłuż obwodu pierścienia, prowadząc do skomplikowanej ewolucji pola wirowości. Pomimo złożonej dynamiki wyniki numeryczne wskazują, że prędkości translacji zarówno pierścienia zaburzonego jak i niezaburzonego falą Kelvina pozostają takie same.

EN

One of the most fascinating and still investigated phenomenon relates to evolution of Kelvin waves (sinusoidal distortions) which appear on circumference of vortex ring. Numerical results reported by Kiknadze and Mamaladze [4] and Barenghi et al.[1] showed that a translational velocity of perturbed ring in superfluid depends on frequency and amplitude of the Kelvin waves. Their numerical simulations refer to the case of inviscid vortex ring with infinitesimal thickness of a core which is realistic for superfluid conditions (zero viscosity and microscopic vortex core thickness). It was interesting to verify if the same behaviour could be observed in the limit of classical inviscid fluid. Numerical results presented in the paper refer to a classical inviscid vortex ring with finite radius of inner core. The dynamics of the ring is modelled using three-dimensional vorticity particle-in-cell method [2]. In spite of the complicated dynamics of rings, it seems that its translational velocities are the same regardless of perturbed or unperturbed structures. In the presented simulations, the Kelvin waves develop along the circumference of the ring and lead to the complicated evolution of vorticity field but do not have the significant influence on the translational velocity.

4

Vortex particle method and parallel computing

Kosior A., Kudela H.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2012

|

Vol. 50 nr 1

285-300

EN

In this paper, it was presented numerical results related to three dimensional simulation of motion of a vortex ring. For the simulation it was chosen the Vortex In Cell method. The method was shortly described in the paper. The numerical results were obtained on the single processor (x86) architecture. The disadvantage of the single processor computation is a very long time of computation. To menage this problem, we switched to the parallel architecture. In our first approach to the multicore architecture we tested the possibility and algorithms for the solution of the algebraic system of equations that resulted form discretization of the Poisson equation. We presented the results obtained with CUDA architecture. In order to better understand how does the parallel algorithms work on CUDA architecture, it was shortly presented a scheme of the device and how programs are executed on it. We showed also our results which are related to the parallelization of some simple iterative methods like the Jacobi method and Red-Black Gauss-Seidel method for solution of the algebraic system. The results were ncouraging. For the Red Black Gauss-Seidel using GTX480 card, the calculations were 90-times shorter than on a single processor. As we know the solution to the Poisson equation is equivalent to the solution to the algebraic systems.

PL

W pracy przedstawiono wyniki numeryczne ruchu trójwymiarowego pierścienia wirowego. W obliczeniach zastosowano metodę cząstek wirowych, która została pokrótce opisana. Obliczenia przeprowadzono na pojedynczym procesorze (x86). Wadą takiej realizacji jest długi czas obliczeń. Dla przyspieszenia obliczeń zaproponowano algorytm obliczeń równoległych w środowisku wieloprocesorowym karty graficznej z technologią CUDA. Architekturę karty krótko opisano. Znajomość architektury ma istotne znaczenie dla efektywności kodu. Napisany program przetestowano, rozwiązując układ równań algebraicznych otrzymany po dyskretyzacji równania Poissona. Przedstawiono wyniki obliczeń dla zrównoleglonych, prostych metod iteracyjnych rozwiązywania układów równań takich jak metoda Jacobiego czy „Red-Black Gauss-Seidel”. Dla metody „Red-Black Gauss-Seidel” oraz karty GTX480 otrzymano 90-krotne przyspieszenie czasu obliczeń względem pojedynczego procesora.