An implementation of vortex methods for modeling 2D incompressible flows using the CUDA technology

Исследована возможность ускорения вычислений в методе вихревых элементов - бессеточном лагранжевом методе вычислительной гидродинамики - за счет использования графических ускорителей. Реализован алгоритм, основанный на авторской модификации метода вихревых элементов, позволяющий проводить все необходимые вычисления непосредственно на графическом ускорителе с использованием технологии CUDA. Скорость решения типичной задачи на одном ускорителе GeForce GTX 970 или Tesla C2050 оказывается соизмеримой со скоростью решения аналогичной задачи на кластере, содержащем 30-40 ядер, при использовании технологии MPI. Полученные результаты говорят о высокой эффективности применения графических ускорителей при решении задач гидродинамики вихревыми методами. The possibility of computation speedup in the vortex element method (a meshfree Lagrangian method of computational fluid dynamics) using the graphics accelerators is studied. An algorithm based on the authors' modification of the vortex element method is implemented; this algorithm allows one to perform all the necessary computations directly on a GPU using the CUDA technology. The speed of solving a typical problem on a single GeForce GTX 970 or Tesla C2050 accelerator is comparable with the speed of solving a similar problem on a cluster containing 30-40 cores with the use of the MPI technology. The numerical results obtained confirm a high efficiency of using graphics accelerators when solving the problems of hydrodynamics with vortex methods.