应用多GPU的可压缩湍流并行计算

• 作者: 张冉 曹文斌 李桦 谢文佳
• 来源期刊: 国防科技大学学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: CUDA 图形处理器 湍流 并行计算 计算流体力学
• 年，卷（期）: 2015,（3）
• 所属期刊栏目: 航天工程?材料科学与工程
• 页码范围: 78-83
• 页数: 6页
• 分类号: V211.3
• 字数: 5557字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11887/j.cn.201503013

摘要

利用CUDA Fortran语言发展了基于图形处理器（GPU）的计算流体力学可压缩湍流求解器。该求解器基于结构网格有限体积法，空间离散采用AUSMPW＋格式，湍流模型为k－ωSST两方程模型，采用MPI实现并行计算。针对最新的GPU架构，讨论了通量计算的优化方法及GPU计算与PCIe数据传输、MPI通信重叠的多GPU并行算法。进行了超声速进气道及空天飞机等算例的数值模拟以验证GPU 在大网格量情况下的加速性能。计算结果表明：相对于Intel Xeon E5－2670 CPU 单一核心的计算时间，单块 NVIDIA GTX Titan Black GPU可获得107～125倍的加速比。利用四块GPU 实现了复杂外形1．34亿网格的快速计算，并行效率为91．6％。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李桦	国防科技大学航天科学与工程学院	55	385	10.0	15.0
2	曹文斌	国防科技大学航天科学与工程学院	3	13	3.0	3.0
3	张冉	国防科技大学航天科学与工程学院	6	7	2.0	2.0
4	谢文佳	国防科技大学航天科学与工程学院	4	6	2.0	2.0