Wydajność mechanizmów modułu Parallel Computing Toolbox systemu Matlab w zrównoleglonej realizacji symulacji ruchu układów ciał w polu grawitacyjnym

W pracy przedstawiono zrównoleglone programy symulacji wykonane w systemie MATLAB, pozwalające na ilustrację wpływu warunków początkowych na ruch ciała lekkiego w trójkątnym układzie trzech ciał ciężkich, uzyskanie zbioru torów złożonych układów N-ciał, prezentacje trajektorii ruchu wokół stabilnych punktów libracji Lagrange’a w ramach ograniczonego, kołowego problemu trzech ciał. Do implementacji wykorzystano mechanizmy modułu Parallel Computing Toolbox, m.in. takie jak: pętla zrównoleglona (parfor), komenda działająca zgodnie z koncepcją jednoczesnego uruchamiania tego samego kodu programu dla wielu danych (spmd), zadania wsadowe (jobs). Zastosowane metody zrównoleglenia symulacji pozwoliły na przyspieszenie realizacji zadań modelowania ruchu układów ciał w polu grawitacyjnym, uruchamianych na komputerach z procesorami wielordzeniowymi. W pracy dokonano porównania wydajności zaproponowanych programów symulacyjnych i użytych mechanizmów zrównoleglania obliczeń.

---

The paper describes parallelized programs implemented in MATLAB designated for simulations of bodies movements in a gravitational field. They allow to illustrate hyper-sensivity a weightless body movement to initial conditions in the triangular system of 3 heavy bodies. Programs generate orbits for complex N-body systems. They present trajectories near stable libration points (Lagrangian points) for the circular restricted three-body problem. Some mechanisms of Parallel Computing Toolbox were used in simulation program implementations, e.g.: parallel FOR-loop (parfor), statement based on the concept – single program multiple data (spmd) and jobs/tasks. Those methods of parallelization let speedup simulations executed on machines with multi-core processors. The paper presents experimental results that show effectiveness of proposed solutions and applied parallelization methods.