基于国产神威超级计算机的格子Boltzmann方法及应用研究

发布时间：2021-12-01 19:03

　　近年来,在全球TOP500超级计算机中,越来越多的异构、众核处理器被采用。我国的超级计算机研究已经跻身世界前列,其中我国自主研发的超级计算机“神威·太湖之光”,从2013年6月到2017年11月已在全球TOP500排名中连续10次排名第一。随着高性能计算领域的竞争越来越激烈,基于高性能计算平台的算法、程序与应用软件也越来越受到重视。格子Boltzmann方法（Lattice Boltzmann Method,LBM）是计算流体力学中一种十分重要的数值模拟方法,该方法基本粒子的碰撞迁移思想以及采用笛卡尔网格划分方式,使其具有天然的并行性、简单的边界条件处理,特别适合在超级计算机上进行复杂问题的大规模并行数值计算。本硕士论文首先在单层网格的格子Boltzmann方法及“神威·蓝光”超级计算机上研发的并行计算程序基础上,实现了程序在“神威·太湖之光”平台上的并行计算与优化。提出使用双缓冲和寄存器通信模式来对通信时间进行隐藏,并且在从核进行计算时,主核负责调整离散的数据存储,加快了从核访问主存的速度,使得通信时间进一步降低,获得了较高的并行效率。在并行效率得到验证的基础上,选取NACA0012... 

【文章来源】：上海大学上海市 211工程院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

格子Boltzmann方程求解过程

由 Qian 等人提出的 Dn示为空间维数和离散速度数。22()[122422sssqcuceuceu ， ccs 3，c是物理声速，

图 2.2 D2Q9 模型)111111111001100100( e c 222221/36,21/9,4/9,0,3ecececciiisi

【参考文献】：
期刊论文
[1]串列双圆柱绕流的气动噪声特性分析[J]. 高威,陈国勇.  计算机辅助工程. 2018(04)
[2]Acceleration of Lattice Boltzmann Simulation via OpenACC[J]. Shuhao Guo,Jie Wu.  Journal of Harbin Institute of Technology（New Series）. 2018(05)
[3]基于缝翼位置参数的多段翼型噪声性能分析[J]. 王红建,罗望,张锐.  航空工程进展. 2018(01)
[4]“神威·太湖之光”及其应用系统[J]. 杨广文,赵文来,丁楠,段芳.  科学. 2017(03)
[5]不同雷诺数下圆柱绕流仿真计算[J]. 詹昊,李万平,方秦汉,李龙安.  武汉理工大学学报. 2008(12)

博士论文
[1]改进的格子Boltzmann方法研究及大规模并行计算[D]. 刘智翔.上海大学 2014
[2]基于格子Boltzmann方法的多孔介质内流动与传热的微观模拟[D]. 鲁建华.华中科技大学 2009

硕士论文
[1]格子Boltzmann方法多松弛模型局部网格加密算法研究[D]. 张坤.山东大学 2017



本文编号：3526884