面向高阶精度CFD的JFNK算法及其并行计算

• 作者: 刘巍 徐传福 李大力 王光学 程彬 邓小刚
• 来源期刊: 计算机科学与探索
• 学科: 工学
• 关键词: 高阶精度格式 JFNK算法 计算效率 可扩展性
• 年，卷（期）: 2017,（1）
• 所属期刊栏目: 高性能计算
• 页码范围: 61-69
• 页数: 9页
• 分类号: TP301
• 字数: 4896字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3778/j.issn.1673-9418.1512054

摘要

目前计算效率低是限制计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)高阶精度格式方法的重要因素之一.由于高阶精度格式计算模板相对复杂,很难精确计算其Jacobian矩阵,从而影响传统LU-SGS (lowerupper symmetric Gauss-Seidel)等算法的收敛效率.JFNK(Jacobian-free Newton-Krylov)算法是Krylov子空间方法与非精确牛顿方法的结合,拥有较好的迭代收敛效率,采用无矩阵思想,只计算Jacobian矩阵与矢量的乘积,从而有效避免Jacobian矩阵的计算和存储.在真实高精度结构网格CFD应用程序中,设计并实现了JFNK时间求解算法.在有粘低速圆柱绕流的算例测试中,和传统LU-SGS算法相比,JFNK算法拥有更好的计算稳定性,同时可使迭代收敛效率提高2倍以上.以天河2号超级计算机为并行计算平台,对JFNK算法和传统的LU-SGS算法的并行强可扩展性进行了测试,二者均表现出良好的并行效率.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王光学	中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室	29	290	10.0	15.0
2	刘巍	国防科学技术大学计算机学院	19	79	5.0	5.0
3	邓小刚		15	85	6.0	8.0
4	徐传福	国防科学技术大学计算机学院	9	21	3.0	4.0
5	李大力	国防科学技术大学计算机学院	2	1	1.0	1.0
6	程彬	国防科学技术大学计算机学院	1	1	1.0	1.0