ИСТИНА

В отчете представлены основные результаты, полученные в 2006-2010 гг. по созданию проблемно-ориентированных вычислительно-информационных технологий для математического моделирования естественных и антропогенных изменений регионального климата и оценки их влияния на природную среду. С помощью глобальной модели общей циркуляции атмосферы Института вычислительной математики РАН проведены численные эксперименты по воспроизведению многолетней мерзлоты и выделены главные факторы, определяющие положение южной границы распространения многолетней мерзлоты, глубину сезонного протаивания и температуру многолетнемерзлых грунтов. На основе мезомасштабной модели NH3D (http://www.idl.ul.pt/nh3d/nh3d_download.htm) создана ее модифицированная версия, включающая расчет радиационных притоков, термодинамических процессов в водоемах, снежном покрове и почве, перенос пассивной примеси. Выполнено распараллеливание этой модели для вычислительных систем на распределенной памяти с использованием библиотеки MPI. Создана вихреразрешающая модель пограничного слоя атмосферы, предназначенная для прямого численного моделирования крупномасштабной турбулентности при больших числах Рейнольдса. Исследована эффективность параллельной реализации этой модели на суперкомпьютере «Чебышев» . На примере решения задачи с размерностью около 20 миллионов расчетных узлов сетки продемонстрировано, что с увеличением количества используемых процессоров суммарное время выполнения задачи уменьшается вследствие более эффективного использования кэш-памяти. Проведен ряд расчетов течений вязкой несжимаемой жидкости в областях с подвижными границами с использованием метода погруженной границы, реализованного для графических адаптеров в среде разработки высокого уровня CUDA (Compute Unified Device Architecture). Достигнуто существенное увеличение скорости расчетов по сравнению с последовательной версией, обусловленное как архитектурой ГПУ, так и с особенностями метода погруженной границы. Разработаны и поддерживаются сайты лаборатории суперкомпьютерного моделирования природно-климатических процессов (ранее – лаборатории методов дистанционного обучения) НИВЦ МГУ, кафедры вычислительных технологий и моделирования факультета ВМиК МГУ, а также БД: Награды-МГУ, Кадры-НИВЦ.