熔盐堆堆芯流体力学计算的GPU并行方法研究

• 作者: 徐洪杰 胡传伟 邹杨 鄂彦志
• 来源期刊: 核技术
• 学科: 工学
• 关键词: 熔盐堆 计算流体力学 共轭梯度法 通用图形计算技术 OpenACC
• 年，卷（期）: 2017,（11）
• 所属期刊栏目: 核能科学与工程
• 页码范围: 57-63
• 页数: 7页
• 分类号: TL334
• 字数: 3248字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.110601

摘要

使用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值方法对熔盐堆堆芯的流动和热传导等相关物理问题进行模拟求解,需要大量的计算时间.利用图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)加速技术对开源CFD软件Code_Saturne进行二次开发,研究求解熔盐堆堆芯流场的GPU并行算法.采用OpenACC语言在GPU上实现了向量运算、矩阵向量相乘等基本线性代数运算,从而实现预处理共轭梯度法(Preconditioned Conjugate Gradients,PCG)的GPU并行算法,并使用该算法求解压力状态方程.模拟了方腔驱动流模型及带下降段的熔盐堆堆芯模型的流场分布.结果表明,GPU加速后的软件与原版软件的结果一致,但计算时间更少,证明了GPU算法的正确性及有效的加速性.