|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Параллельная реализация модели общей циркуляции океана INMSOMдипломная работа (Бакалавр)
- Научный руководитель: Дианский Николай Ардальянович
- Автор: Чаплыгин Андрей Викторович
- Тип: Бакалавр
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Год защиты: 2017
- Аннотация: В работе проводится параллельная реализация новой версии сигма-модели общей циркуляции океана INMОM (Institute of Numerical Mathematics Ocean Model) для использования на массивно-параллельных вычислительных системах. Предыдущая версия модели INMOM используется в качества океанического блока климатической модели INMCM (Institute of Numerical Mathematics Climate Model), созданной в ИВМ РАН и участвующей в программе IPCC по прогнозированию изменений климата. Целью данной работы является повышение вычислительной эффективности физически более полной версии INMOM, которую предполагается использовать в качестве нового океанического блока модели INMCM и в автономных расчетах циркуляции океана. При реализации параллельной версии модели, использовался двумерный метод декомпозиции области. Были реализованы два MPI режима работы модели: режим HCNC (High-Communication No-Extra Computation), который использует большое количество пересылок между процессорами, но не использует лишние вычисления; режим LCHC (Low-Communication High-Extra Computation), который уменьшает количество перессылок в блоке расчета быстрых баротропных волн за счет увеличения внерасчетной области и лишних вычислений. Также реализован гибридный режим MPI+OpenMP. Были реализованы параллельные процедуры чтения-записи модели средствами MPI-IO. Параллельная версия модели тестировалась на кластере ИВМ РАН, было проведено сравнение масштабируемости режимов. Продемонстрировано, что на небольшом количестве процессоров модель в режиме HCNC показывает ускорение лучше, чем в режиме LCHC, в котором происходят лишние вычисления. Но на большем количестве процессоров модель в режиме LCHC показывает лучшее ускорение, чем в режиме HCNC, в котором затраты времени на коммуникационные задержки уже существенны. Показана эффективность гибридного режима в сравнении с чистым MPI режимом. Параллельная версия блока расчета быстрых баротропных волн на основе нелинейных уравнений мелкой воды протестирована на стандартном тесте на сфере. Верификация полной параллельной версии модели проведена для акватории Черного и Азовского морей с разрешением 4 км и 20 сигма уровнями по вертикали.
- Добавил в систему: Дианский Николай Ардальянович