结构网格CFD应用程序在天河超级计算机上的高效并行与优化

发布时间：2018-09-18 17:24

【摘要】：对多区结构网格大规模CFD流场模拟的高效并行方法进行了研究,以天河超级计算机平台的CPU同构计算环境和CPU+MIC异构计算环境为例,重点讨论了CFD应用特点与超级计算机运行环境相适应的性能优化与改进策略,发展了一系列多层次并行与性能优化方法.通过在天河2高性能计算平台上进行了多个算例的数值模拟,验证了这些优化方法的并行效果;在CPU+MIC异构平台上模拟的最大CFD问题规模达到6800亿个网格单元,共使用137.6万CPU+MIC处理器核,测试结果表明在CPU+MIC异构平台上移植优化后的程序性能提高2.6倍左右,且具有良好的可扩展性.
[Abstract]:In this paper, the efficient parallel method for large-scale CFD flow field simulation of multi-area grid is studied. Taking the CPU isomorphic computing environment and CPU MIC heterogeneous computing environment of Tianhe supercomputer platform as examples. This paper mainly discusses the performance optimization and improvement strategy which adapts to the supercomputer running environment and develops a series of multi-level parallel and performance optimization methods. The parallel effect of these optimization methods is verified by numerical simulation of several examples on Tianhe2 high performance computing platform. The maximum CFD problem simulated on CPU MIC heterogeneous platform has a scale of 68 billion grid cells. The 1.376 million CPU MIC processor core is used altogether. The test results show that the program performance after transplanting the optimized program on the CPU MIC heterogeneous platform is improved about 2.6-fold, and the program has good scalability.
【作者单位】： 国防科技大学计算机学院;国防科技大学并行与分布处理重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金(No.61379056,No.11272352) 空气动力学国家重点实验室基金(No.SKLA20130105)
【分类号】：TP338

【共引文献】

相关期刊论文 前1条

1 严红;王松;;等压比热在基于壁面放电的激波控制中的影响[J];力学学报;2015年01期

【二级参考文献】

相关期刊论文 前1条

1 李邦明;鲍麟;童秉纲;;Physical criterion study on forward stagnation point heat flux CFD computations at hypersonic speeds[J];Applied Mathematics and Mechanics(English Edition);2010年07期

相关博士学位论文 前2条

1 刘鑫;面向化学非平衡流的CFD并行计算技术和大规模并行计算平台研究[D];解放军信息工程大学;2006年

2 张毅锋;高阶精度格式（WCNS）加速收敛和复杂流动数值模拟的应用研究[D];中国空气动力研究与发展中心;2008年

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘儒勋,田安久;计算流体力学[J];自然杂志;1981年06期

2 李海东;计算流体力学正在蓬勃发展中[J];科技导报;1997年12期

3 俞永明;;基于计算流体力学的风机数值模拟[J];科技传播;2012年16期

4 ;能完成复杂设计分析的软件[J];军民两用技术与产品;2009年05期

5 陈光南;计算流体力学方程组的一个混合格式[J];数值计算与计算机应用;1983年01期

6 冯淳;;计算流体力学在制冷空调中的应用研究[J];无线互联科技;2013年11期

7 周阿连;陈静;;计算流体力学在设施农业的应用[J];赤峰学院学报(自然科学版);2013年02期

8 张楠;;计算流体力学软件在汽车气动问题研究中的应用[J];重庆电子工程职业学院学报;2011年02期

9 董素艳;;客车挡风玻璃除霜性能试验与数值模拟[J];系统仿真技术;2011年03期

10 刘国俊;计算流体力学的地位、发展情况和发展趋势[J];航空计算技术;1994年01期

相关会议论文 前10条

1 ;历届全国计算流体力学会议[A];第十届全国计算流体力学会议论文集[C];2000年

2 张德良;;高精度算法研究进展[A];计算爆炸力学进展[C];2006年

3 ;前言[A];计算流体力学研究进展——第十一届全国计算流体力学会议论文集[C];2002年

4 张涵信;;序言[A];计算流体力学研究进展——第十二届全国计算流体力学会议论文集[C];2004年

5 ;计算流体力学分会场[A];第七届全国流体力学学术会议论文摘要集[C];2012年

6 冉政;;基于李群的计算流体力学理论问题研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

7 张涵信;李沁;宗文刚;张来平;;计算流体力学中发展物理分析的几个问题[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年

8 吴子牛;;从计算流体力学分区问题看力学规律三要素[A];第十届全国计算流体力学会议论文集[C];2000年

9 陈正;石静;吴子牛;;广义特征坐标系统在计算流体力学中的应用[A];第四届《海峡两岸计算流体力学学术研讨会》论文集[C];2003年

10 于艳;樊耀波;徐国良;王琦;杨文静;;计算流体力学在膜技术及膜生物反应器研究中的应用[A];2010年膜法市政水处理技术研讨会论文集[C];2010年

相关重要报纸文章 前6条

1 本报记者 朱广菁;计算流体力学化解航天哪些风险[N];大众科技报;2007年

2 记者 矫阳;我计算流体力学验证模型将在荷加工在德实验[N];科技日报;2013年

3 本报通讯员　李国金;风中有颗燃烧的心[N];光明日报;2003年

4 罗强;科研创新的HPC动力[N];中国计算机报;2005年

5 蒲国永 周建君 本报记者 晏燕;从大山深处迈向科技颠峰[N];科技日报;2004年

6 炫;服务工程研究 支持科学计算[N];中华工商时报;2006年

相关博士学位论文 前1条

1 张小军;格子法理论及其在计算流体力学中的应用研究[D];武汉理工大学;2003年

相关硕士学位论文 前10条

1 陶实;格子波尔兹曼方法在计算流体力学中的应用研究[D];大连理工大学;2013年

2 胡娟;计算流体力学中的LBGK方法的理论研究[D];武汉理工大学;2003年

3 李建华;头孢菌素C发酵过程补料策略代谢分析及计算流体力学应用研究[D];华东理工大学;2010年

4 李遵涛;基于计算流体力学的生物反应器流场模拟及结构优化[D];哈尔滨工业大学;2008年

5 刘睿;焦炉煤气脱硫吸收塔内两相流场计算流体力学数值模拟[D];天津大学;2008年

6 陈欣慰;不可压流体谱元法计算中的出口边条件比较研究[D];厦门大学;2001年

7 徐小强;水下燃气喷管高速射流问题研究[D];浙江大学;2004年

8 郑倩倩;流化床结晶器流场特征与规律的研究[D];天津科技大学;2010年

9 赵友宏;基于计算流体力学的一种新方法模拟真实人体内哮喘发作机理[D];重庆大学;2011年

10 陈辉;喷射器二维流场性能与结构的数值分析[D];江苏工业学院;2008年

，

本文编号：2248604