基于CPU/GPU异构系统架构的高超声速湍流直接数值模拟研究

• 作者: 党冠麟 刘世伟 张鉴 李新亮 胡晓东
• 来源期刊: 数据与计算发展前沿
• 关键词: 高超声速湍流 直接数值模拟 GPU
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 所属期刊栏目: 专刊:高性能与高通量计算及应用
• 页码范围: 105-116
• 页数: 12页
• 字数: 5678字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11871/jfdc.issn.2096-742X.2020.01.009

摘要

[目的]高超声速湍流直接数值模拟(DNS)对空间及时间分辨率要求高,计算量非常大.过大的计算量及过长的计算时间是导致DNS难以在工程中被大范围应用的重要原因.为加快计算速度,作者设计并开发了一套CPU/GPU异构系统架构(HSA)下的高性能计算流体力学程序OpenCFD-SCU.[方法]该程序以作者前期开发的高精度有限差分求解器OpenCFD-SC为基础,经GPU系统的移植及优化而得.GPU程序的计算部分使用CUDA编程,确保所有算术运算都在GPU上完成.[结果]利用GPU程序OpenCFD-SCU,进行了来流Mach数6,6°攻角钝锥边界层转捩的直接数值模拟,得到了转捩过程中的时空演化流场.针对这一算例,GPU程序OpenCFD-SCU与CPU程序OpenCFD-SC相比,实现了60倍的加速效果(单GPU卡对单CPU核心),大大加速了DNS计算过程.[结论]未来,相信会有更多高超声速湍流模拟选择在GPU上开展.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	胡晓东	中国科学院计算机网络信息中心	59	791	16.0	26.0
2	刘世伟	中国科学院数学与系统科学研究院	14	175	7.0	13.0
6	张鉴	中国科学院计算机网络信息中心	29	102	7.0	9.0
7	李新亮	中国科学院力学研究所	31	253	9.0	15.0
11	党冠麟	中国科学院力学研究所	1	0	0.0	0.0