طراحی و پیاده سازی الگوریتم پردازش موازی برای روش تقریب چندنقطه ای شار با پیوستگی کامل فشار برای حل جریان در محیط های متخلخل ناهمسانگرد

از اهداف مهم شبیه سازی جریان در محیط متخلخل، تخمین قابل قبول توزیع فشار و سرعت به صورت پیوسته می باشد. محاسبه ی توزیع فشار در محیطهای ناهمگن و ناهمسانگرد، نیازمند روش هایی است که ضمن برقراری قوانین بقا، نتیجه ی موردنظر را با دقت بالا، در کمترین زمان ممکن و با کمترین حافظه ی موردنیاز، فراهم آورد. امروزه، یکی از موثرترین رویکردها برای کاهش زمان حل مسائل با حجم سنگین محاسباتی، استفاده از الگوریتم های پردازش موازی است. در پژوهش حاضر، برای نخستین بار، الگوریتم پردازش موازی برای روش تقریب چندنقطهای شار با پیوستگی کامل فشار ( MPFA - FPS ) طراحی و بر روی شبکه های بی سازمان مثلثی، با رویکرد سلول مبنا پیاده سازی شده است. در این پژوهش، جریان سیال تک فاز در محیط متخلخل ناهمگن و ناهمسانگرد دوبعدی بررسی شده است. برای ارزیابی دقت و صحت پیاده سازی روش FPS، نتایج حاصل از این روش، با نتایج روش تقریب چندنقطهای شار با پیوستگی نقطهای فشار (-MPFA TPS) و همچنین نتایج حل تحلیلی مقایسه شده است. مقایسه نشان میدهد که روش FPS نسبت به روش TPS دارای نرخ همگرایی بالاتری است و میدان فشار با دقتی بالاتر بدست میدهد. همچنین نتایج حاصل از اعمال الگوریتم های پردازش موازی طراحی شده بر روی روش FPS، ارائه و تحلیل شده است. محاسبات پردازش موازی این پژوهش، در مرکز پردازش سریع دانشگاه صنعتی شریف و بر روی تعداد متنوع پردازنده انجام شده است. نتایج نشان میدهد که استفاده از زیردامنه های هم پوشان موجب افزایش ضریب تسریع خواهد شد. همچنین با ریزتر شدن شبکه، ضریب تسریع بالاتری قابل دستیابی است. با استفاده از 24 هسته، زمان حل مساله تا 90٪ کاهش یافته است. کدها به زبان ++C و 3-MPI نوشته شده است. حل دستگاه معادلات خطی نیز به روش GMRES صورت گرفته است.