上海交通大学学报(自然版) ›› 2014, Vol. 48 ›› Issue (09): 1329-1333.
刘强,谢伟,邱辽原,解学参
收稿日期:
2013-09-01
基金资助:
国家自然科学基金项目(51079032)资助
LIU Qiang,XIE Wei,QIU Liaoyuan,XIE Xueshen
Received:
2013-09-01
摘要:
介绍了在桌面计算机上利用格子Boltzmann方法(LBM)与图形处理器(GPU)计算的发展背景,分析了LBM的标准形式及其天生并行特性的成因,介绍了所采用的CUDA编程模型及Kepler计算架构.为了验证桌面计算机上利用LBM的GPU计算的应用能力,对二维方柱绕流问题进行了数值模拟,并将模拟结果与有限体积法的计算结果进行对比.结果表明:对于方柱绕流问题,GPU计算的模拟计算效率约为CPU计算的3.4倍,桌面计算机上利用LBM的GPU计算具有一定的通用科学计算能力.
中图分类号:
刘强,谢伟,邱辽原,解学参. 桌面计算机上利用格子Boltzmann方法的GPU计算[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2014, 48(09): 1329-1333.
LIU Qiang,XIE Wei,QIU Liaoyuan,XIE Xueshen. Graphic Processing Unit Computing of Lattice Boltzmann Method on a Desktop Computer[J]. Journal of Shanghai Jiaotong University, 2014, 48(09): 1329-1333.
[1]Bernaschi M, Fatica M, Melchionna S, et al. A flexible highperformance lattice Boltzmann GPU code for the simulations of fluid flows in complex geometries [J]. Concurrency and Computation: Practice and Experience, 2010, 22 (1): 114.[2]Tanno I, Hashimoto T, Yasuda T, et al. Simulation of turbulent flow by lattice Boltzmann method and conventional method on a GPU [J]. Computers and Fluids, 2013, 80 (10): 453458.[3]Obrecht C, Kuznik F, Tourancheau B, et al. A new approach to the lattice Boltzmann method for graphics processing units [J]. Computers and Mathematics with Applications, 2011, 61 (12): 36283638.[4]Habich J, Feichtinger C, Kstler H, et al. Performance engineering for the lattice Boltzmann method on GPGPUs: Architectural requirements and performance results [J]. Computers and Fluids, 2013, 80 (10): 276282.[5]Xian W, Takayuki A. MultiGPU performance of incompressible flow computation by lattice Boltzmann method on GPU cluster [J]. Parallel Computing, 2011, 37 (9): 521535.[6]Schnherr M, Kucher K, Geier M, et al. Multithread implementations of the lattice Boltzmann method on nonuniform grids for CPUs and GPUs [J]. Computers and Mathematics with Applications, 2011, 61 (12): 37303743.[7]何雅玲, 王勇, 李庆. 格子Boltzmann方法的理论及应用 [M]. 北京: 科技出版社, 2009: 117.[8]Chen S, Doolen G. Lattice Boltzmann method for fluid flows [J].Annual Review of Fluid Mechanics, 1998, 30 (1): 329364.[9]Aidun C, Clausen J. LatticeBoltzmann method for complex flows [J]. Annual Review of Fluid Mechanics, 2010, 42 (1): 439472.[10]Habich J, Zeiser T, Hager G, et al. Performance analysis and optimization strategies for a D3Q19 lattice Boltzmann kernel on nVIDIA GPUs using CUDA [J]. Advances in Engineering Software, 2011, 42 (5): 266272.[11]Lammers P, Beronov K, Volkert R, et al. Lattice BGK direct numerical simulation of fully developed turbulence in incompressible plane channel flow [J]. Computers and Fluids, 2006, 35 (10): 11371153.[12]Breuer M, Bernsdorf J, Zeiser T, et al. Accurate computations of the laminar flow past a square cylinder based on two different methods: LatticeBoltzmann and finitevolume [J]. International Journal of Heat and Fluid Flow, 2000, 21 (2): 186196. |
[1] | 王志伟, 何炎平, 李铭志, 仇明, 黄超, 刘亚东. 基于计算流体力学的90° 弯管气液两相流数值模拟及流型演化[J]. 上海交通大学学报, 2022, 56(9): 1159-1167. |
[2] | 高昌昊, 宋文萍, 韩少强, 路宽, 王跃, 叶坤. 空空导弹过失速重新定向技术研究[J]. 空天防御, 2022, 5(3): 17-26. |
[3] | 陈志鑫, 汪怡平, 杨亚锋, 苏建军, 杨斌. 不同送风方式下大客车内飞沫传播特性研究[J]. 上海交通大学学报, 2022, 56(11): 1532-1540. |
[4] | 张宇, 王晓亮. 基于径向点插值方法的柔性螺旋桨气动弹性模拟[J]. 上海交通大学学报, 2020, 54(9): 924-934. |
[5] | 王瑞, 肖瑶, 顾汉洋, 叶亚楠. 螺旋管内单相流动周向非均匀传热现象的数值模拟[J]. 上海交通大学学报, 2020, 54(7): 688-696. |
[6] | . 半潜式钻井平台风载特征及影响因素分析[J]. 海洋工程装备与技术, 2019, 6(3): 548-. |
[7] | 顾娟,黄荣宗,刘振宇,吴慧英. 不同热边界条件下微通道内气体的流动与传热特性[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2018, 52(9): 1038-1043. |
[8] | 郁程,董小倩,杨晨俊. 侧推器体积力模型及其应用[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2018, 52(3): 291-296. |
[9] | 李懿霖,宋保维. 空化器直径对超空泡航行器空泡性能的影响[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2017, 51(12): 1488-1492. |
[10] | 米百刚,詹浩. 先进飞行器动导数数值模拟新方法[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2016, 50(04): 619-624. |
[11] | 刘承江1,王永生1,古成中2. 船-泵相互作用对喷水推进器推进性能的影响[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2016, 50(01): 91-97. |
[12] | 刘晗a,马宁a,b*,邵闯a,顾解忡a,b. 限宽水域中船舶平面运动机构试验及水动力导数数值模拟[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2016, 50(01): 115-122. |
[13] | 周振龙,朱锡,张帅. 螺旋桨CFD不确定度及叶形对桨叶变形的影响[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2014, 48(1): 74-80. |
[14] | 龚帅,郑平. 液滴在非均匀润湿表面上的动力行为[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2014, 48(02): 239-244. |
[15] | 严立,戴欣怡,陈佳洛,王平阳,欧阳华. 基于计算统一设备架物Fortran的直接模拟蒙特卡洛方法并行优化[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2013, 47(08): 1198-1204. |
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