基于国产十亿亿次超算系统的近连续过渡流区N-S/DSMC耦合算法并行优化研究

发布时间：2024-06-02 09:14

　　过渡流区气动问题的数值模拟一直是空气动力学领域的难点。首先介绍了在已有N-S解算器和DSMC方法研究基础上,采用MPC耦合技术建立N-S/DSMC耦合算法,把DSMC方法和N-S方法的应用范围拓展到近连续过渡流区。然后详述了基于国家超级计算无锡中心的国产十亿亿次超级计算机开展的耦合算法多级并行优化技术,并首次实现了耦合算法的众核并行。测试表明,本文的进程级优化技术取得了超线性加速比;众核级优化受制于原算法特点和系统特点没有取得预期效果,但进行了探讨和分析,为N-S/DSMC耦合算法的众核并行提供了研究和分析依据,为过渡流区高超声速气动特性数值模拟研究提供了有效的途径。

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

图１“申威２６０１０”众核处理器架构２．２ＭＰＣ耦合方法Ｆｉｇｕｒｅ１Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｏｆ"Ｓｕｎｗａｙ２６０１０"

第４节研究进程级优化；第５节探讨众核级优化；最后给出优化测试结果、实际算例结果及结论。本文的主要成果有：（１）首次在异构众核超级计算机上实现耦合算法的众核版本，并完成了性能测试与分析；（２）改进初始化算法，使初始化时间性能提高达到１０２数量级。２众核平台及耦合算法介绍２．１国产异....

图２流场及区域分解Ｆｉｇｕｒｅ２Ｆｌｏｗｄｏｍａｉｎｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ

耦合计算。该方法的优点：ＣＦＤ和ＤＳＭＣ计算程序不需改动，只需在２个独立程序模块外部加入网格和信息交换的计算模块，就可以实现Ｎ－Ｓ／ＤＳＭＣ的耦合计算［１－６］。３并行策略与热点分析３．１区域分解并行计算首先涉及到并行区域分解，为了使ＣＦＤ方法和ＤＳＭＣ方法耦合过程中区域的拓扑映....

图７返回舱流场结构Ｆｉｇｕｒｅ７Ｆｌｏｗｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｒｅ－ｅｎｔｒｙｃａｐｓｕｌｅ

故计算过程中需频繁读入新的数据。由于“申威２６０１０”众核处理器的ＬＤＭ（局部存储空间）只有６４ＫＢ，每次加载到从核的数据量有限，导致了大量的从核访问主存操作；又由于众核访ＬＤＭ一般为５拍，离散访问主存可能达到８００～１７０拍，性能差别达几十到几百倍，故众核加速效果不理想，甚至有....

图８气动特性比较７结束语Ｆｉｇｕｒｅ８Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆａｅｒｏｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ

中需频繁读入新的数据。由于“申威２６０１０”众核处理器的ＬＤＭ（局部存储空间）只有６４ＫＢ，每次加载到从核的数据量有限，导致了大量的从核访问主存操作；又由于众核访ＬＤＭ一般为５拍，离散访问主存可能达到８００～１７０拍，性能差别达几十到几百倍，故众核加速效果不理想，甚至有些循环段没....

本文编号：3987134