Оптимизация численного моделирования плазмы с макрочастицей с помощью OpenMP и MPI

В данной работе была оптимизирована разработанная на языке C++ программа численного моделирования кильватерного потенциала при различных параметрах плазменного потока и адаптирован алгоритм для выполнения на кластерных системах с общей и распределенной памятью. Вычислительная сложность алгоритма и требуемое количества оперативной памяти не позволяет найти аналитическое решение при практически важных размерах численной модели. Целью данной работы является ускорение выполнения численного решения физической задачи на примере моделирования плазмы с макрочастицей и развитие методики оптимизации численного решения физической задачи с использованием технологий OpenMP и MPI. Проведенные на суперкомпьютере НИУ ВШЭ вычислительные эксперименты показали, что использование технологии OpenMP позволяет сократить время выполнения программы, а расчеты на системах с распределенной памятью позволяет значительно понизить требование количества ОЗУ на каждом узле. Особое внимание уделено оптимизации однопоточного кода, а также работе с указанными выше технологиями. Также в ходе работы были сформулированы методики оптимизации этой и подобных задач.