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

	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
	党冠麟 ; 刘世伟 ; 胡晓东 ; 张鉴 ; 李新亮
发表期刊	数据与计算发展前沿
	2020-02-15
卷号	2 期号:01 页码:105-116
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。
关键词	高超声速湍流直接数值模拟 GPU
语种	中文
项目资助者	中国科学院战略先导科技专项(XDC01040100) ; 国家重点研发项目(2016YFA0405300)
力学所作者排名	1
文献类型	期刊论文
条目标识符	http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/85070
专题	高温气体动力学国家重点实验室
作者单位	1.中国科学院力学研究所 2.中国科学院大学 3.中国科学院数学与系统科学研究院 4.中国科学院计算机网络信息中心
推荐引用方式 GB/T 7714	党冠麟,刘世伟,胡晓东,等. 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[J]. 数据与计算发展前沿,2020,2,01,:105-116.
APA	党冠麟,刘世伟,胡晓东,张鉴,&李新亮.(2020).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.数据与计算发展前沿,2(01),105-116.
MLA	党冠麟,et al."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".数据与计算发展前沿 2.01(2020):105-116.

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