三维自由面流动模拟中GPU并行计算技术

发布时间：2017-08-22 13:26

  本文关键词：三维自由面流动模拟中GPU并行计算技术

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【摘要】：MPS(Moving Particle Semi-implicit)法能够有效地处理溃坝、晃荡等自由面大变形流动问题。在三维MPS方法中,粒子数量的急剧增加会导致其计算效率的降低并限制其在大规模流动问题中的应用。基于自主开发的MPS求解器MLParticleSJTU,本文对求解过程中耗时最多的邻居粒子搜寻和泊松方程求解两个模块采用了GPU并行加速,详细探讨了CPU+GPU策略。以三维晃荡和三维溃坝这两种典型的自由面大变形流动为例,比较了CPU+GPU相对于MLParticle-SJTU串行求解时的加速情况,结果表明CPU+GPU在邻居粒子和泊松方程这两个模块中的加速比最高能达到十倍左右。此外,采用CPU+GPU并行能够较准确地模拟溃坝、晃荡等自由面大变形问题。
【作者单位】： 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院海洋工程国家重点实验室;高新船舶与深海开发装备协同创新中心;
【关键词】： MLParticle-SJTU求解器 邻居粒子搜索 GPU并行技术 稀疏矩阵求解 溃坝 晃荡
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51379125,51490675,11432009,51579145,11272120) 长江学者奖励计划(T2014099) 上海东方学者岗位跟踪计划(2013022) 工信部数值水池创新专项VIV/VIM项目(2016-23/09)
【分类号】：TP338.6
【正文快照】： 开发装备协同创新中心,上海200240)无网格粒子法MPS(Moving Particle Semi-implicit)[1-3]能够有效地处理自由面大变形流动问题,如晃荡、溃坝等。尽管如此,当该方法应用到三维流动问题时,粒子数和计算量会急剧的增加,基于传统的CPU串行计算已经很难满足工程应用的需要。因此,

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本文编号：719392