عنوان پایاننامه
محاسبه ضریب توزیع یک هندسه پیچیده به روش پردازش موازی
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1881;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 47574
- تاریخ دفاع
- ۱۶ بهمن ۱۳۸۹
- دانشجو
- پانته آ هادی جعفری
- استاد راهنما
- فرشاد کوثری
- چکیده
- در این پایان نامه یک مدل انتقال حرارت تشعشعی سه بعدی با استفاده از روش مونت کارلو سیستم کامپیوتری چهار هسته ای به اجرا در آمده است. هدف این پایاننامه مدل کردن مسیر فوتون برای محاسبه ضرایب توزیع در هر دو محیط غیر مؤثر و حاوی گاز مؤثر می باشد. مزیت اصلی روش مونت کارلو، انعطاف پذیری و سادگی آن برای مدلسازی حرکت فوتون در هر هندسه دلخواه با شرایط مرزی پیچیده میباشد. از آنجائیکه محدوده خطای روش مونت کارلو نسبت معکوس با ریشه دوم تعداد نمونه های آماری دارد، نمونه های زیادی برای دستیابی به دقت قابل قبول نیاز می باشد. بر این اساس، مشکل اصلی روشهای مونت کارلو، زمان محاسبات بالای آنها می باشد. با این حال، این روش تطبیق پذیری بالایی با محاسبات موازی دارد. بنابراین، در اینجا روشی که برای غلبه به این مشکل استفاده شده است، اجرای موازی روش مونت کارلو در یک محیط محاسبات توزیع یافته میباشد. در نتیجه، مهمترین هدفی که این پایان نامه دنبال می کند، راندمان موازی سازی کد ایجاد شده است. سیستم برنامه موازی با کتابخانه ای از زیر برنامه هاست که به عنوان ابزاری برای MPI می باشد MPI ( یک استاندارد رابط انتقال پیام داده) اجرا در آوردن برنامه های موازی به دلیل قابلیت انتقال به سیستمهای مشابه دیگر و هزینه بسیار پائین در مقایسه با سیستمهای سوپرکامپیوتر معمول انتخاب شده است. روش موازی سازی اختیار شده، تجزیه نمونه آماری و توزیع متعاقب آن بین پروسسورهای در دسترس میباشد. نمونه های مورد بررسی در این پایان نامه یک هندسه پیچیده ، دو مکعب تو در تو، برای محیط غیر مؤثر و دو صفحه موازی با ابعاد بینهایت و فاصله محدود در نظر گرفته شده است. سطوح خاکستری فرض شده و انعکاس از آنها به صورت دیفیوز- آینه ای در نظر گرفته شده است. گاز نیز بین دو صفحه موازی خاکستری می باشد. راندمان بالای اندازه گیری شده نشان میدهد که این روش کاملاً برای معماری استفاده شده در این پایاننامه که یک سیستم کامپیوتری چهار هسته ای است و مدل انتقال داده را حمایت می کند، منطبق است
- Abstract
- A three dimensional radiative heat transfer model using Monte Carlo (MC) method was implemented in a quad core workstation system. The main purpose of this dissertation is to simulate ray tracing to calculate distribution factors inside the both nonparticipating and participating media. The major advantage of MC method is its flexibility and simplicity to simulate the photon movement in arbitrary geometry and complex boundary condition. Since the error bound of MC method is inversely proportional to the square root of the number of statistical samplings, it requires a large number of samples to reach the satisfactory accuracy. Therefore, the primary drawback of MC methods is that it is a computationally intensive method. However, the method is very adaptable to parallel computing. Parallel computing is introduced to improve the performance of this method. Therefore, here the method to overcome this difficulty is the parallel execution of the Monte Carlo method in a distributed computing environment. Accordingly, the main topic that discusses here is the efficiency of the parallelization of the developed code. The parallel system is with a standard Message-Passing-Interface (MPI). MPI is a library of subprograms. It is chosen as a tool to implement parallel programming for its portability to other similar systems and the very low cost compared to the conventional supercomputer systems. The adopted parallelization method is the decomposition of the statistical sample and its subsequent distribution among the available processors. The two test cases discusses here, are a box in box configuration with nonparticipating media and the other case, plane- parallel participating gray medium. All of the surfaces are considered gray and specular-diffuse. The measured high efficiencies for both showed that this method is particularly suited to the target architecture of this study
