地球シミュレータ上の一様等方性乱流シミュレーション

A Simulation on homogeneous isotropic turbulent flows on the earth simulator

横川 三津夫; 斎藤 実*; 石原 卓*; 金田 行雄*

Yokokawa, Mitsuo; Saito, Minoru*; Ishihara, Takashi*; Kaneda, Yukio*

近年のスーパーコンピュータの発展により、ナビエ・ストークス(NS)方程式の大規模な直接数値シミュレーション(DNS)が可能となってきた。しかし、乱流現象の解明とそのモデル化のためには、さらに大規模なDNSを行う必要がある。ピーク性能40Tflop/sの分散メモリ型並列計算機である地球シミュレータを用いて、大規模なDNSを行うためのスペクトル法を用いたDNSコードを開発し、既存コードとの比較により本コードの妥当性を検証した。格子点,1APでの逐次版の実効性能は約3.72Gflop/sが得られた。また、並列版の実効効率は、単体ノードにおいてプロセッサ数にほぼ比例し、AP8台で7倍近い速度向上が得られた。8台のマルチノード環境では、ノード数の増加に伴い速度向上率が低下するが、格子点数に対しピーク性能の25%の実効性能が得られた。

With the advent of supercomputers, large-scale direct numerical simulations(DNS) of the Navier-Stokes equations are possible to carry out. However, larger scale DNS is required to make turbulence clear and to make a parameterization of turbulence. The Earth Simulator is a distributed memory parallel supercomputer whose peak speed is 40 Tflop/s and it is very useful to make a very large-scale DNS. Simulation codes named have been developed for the Earth Simulator and their correctness have been validated by compareing the simulation results by with ones by a conventinal code. The sustatined performance of 3.72Gflop/s is obtained in the execution of the serial version with the problem size of on an arithmetic processor(AP) of the Earth Simulator. Speedup of about 7 is achieved in 8APs by the parallelized code. Sppedup is degraded by the execution of 8 processor nodes, however, efficiency of 25% against the peak performance is obtained for the problem size of .