Численное решение задач гидродинамики на графических процессорах общего назначения

Авторы

  • К.Н. Волков Балтийский государственный технический университет «Военмех» имени Д.Ф. Устинова https://orcid.org/0000-0003-3797-4645
  • В.Н. Емельянов Балтийский государственный технический университет «Военмех» имени Д.Ф. Устинова
  • И.В. Курова Балтийский государственный технический университет «Военмех» имени Д.Ф. Устинова
  • А.Е. Серов Балтийский государственный технический университет «Военмех» имени Д.Ф. Устинова
  • П.Г. Смирнов Балтийский государственный технический университет «Военмех» имени Д.Ф. Устинова
  • А.Г. Карпенко Санкт-Петербургский государственный университет https://orcid.org/0000-0002-1250-9766

Ключевые слова:

графические процессоры общего назначения, параллельные алгоритмы, механика жидкости и газа, сеточные методы, технология CUDA

Аннотация

Обсуждаются возможности использования графических процессоров общего назначения для численного решения задач гидродинамики. Для программной реализации параллельных вычислительных алгоритмов применяется технология CUDA. Приводится решение ряда модельных задач на графических процессорах и обсуждаются подходы к оптимизации программного кода, связанные с использованием различных типов памяти. Рассматриваются особенности реализации схемы расщепления (метод проекции), предназначенной для моделирования течений вязкой несжимаемой жидкости. Сравнивается ускорение счета на графических процессорах по отношению к расчетам на центральном процессоре при использовании сеток различной разрешающей способности и различных способах разбиения исходных данных на блоки.

Авторы

К.Н. Волков

Балтийский государственный технический университет «Военмех» имени Д.Ф. Устинова
1-я Красноармейская ул., 1, 190005, Санкт-Петербург
• ведущий научный сотрудник

В.Н. Емельянов

Балтийский государственный технический университет «Военмех» имени Д.Ф. Устинова
1-я Красноармейская ул., 1, 190005, Санкт-Петербург
• профессор

И.В. Курова

Балтийский государственный технический университет «Военмех» имени Д.Ф. Устинова
1-я Красноармейская ул., 1, 190005, Санкт-Петербург
• доцент

А.Е. Серов

Балтийский государственный технический университет «Военмех» имени Д.Ф. Устинова
1-я Красноармейская ул., 1, 190005, Санкт-Петербург
• аспирант

П.Г. Смирнов

Балтийский государственный технический университет «Военмех» имени Д.Ф. Устинова
1-я Красноармейская ул., 1, 190005, Санкт-Петербург
• аспирант

А.Г. Карпенко

Санкт-Петербургский государственный университет,
математико-механический факультет
Университетский проспект, 28, 198504, Старый Петергоф, Санкт-Петербург
• аспирант

Библиографические ссылки

  1. Owens J.D., Luebke D., Govindaraju N., Harris M., KrHuger J., Lefohn A.E., Purcell T.J. A survey of general-purpose computation on graphics hardware // Computer Graphics Forum. 2007. 26, N 1. 80-113.
  2. Боресков А.В., Харламов А.А. Основы работы с технологией CUDA. М.: ДМК Пресс, 2010.
  3. Сандерс Дж., Кэндрот Э. Технология CUDA в примерах: введение в программирование графических процессоров. М.: ДМК Пресс, 2011.
  4. Горобец А.В., Суков С.А., Железняков А.О., Богданов П.Б., Четверушкин Б.Н. Применение GPU в рамках гибридного двухуровневого распараллеливания MPI+OpenMP на гетерогенных вычислительных системах // Параллельные вычислительные технологии. Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2011. 452-460.
  5. Corrigan A., Camelli F., LHohner R., Wallin J. Running unstructured grid-based CFD solvers on modern graphics hardware // AIAA Paper. 2009. N 2009-4001.
  6. Kampolis I.C., Trompoukis X.S., Asouti V.G., Giannakoglou K.C. CFD-based analysis and two-level aerodynamic optimization on graphics processing units // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 2010. 199, N 9-12. 712-722.
  7. Chorin A.J. Numerical solution of Navier-Stokes equations // Mathematics of Computation. 1968. 22, N 104. 745-762.
  8. Белоцерковский О.М. Численное моделирование в механике сплошных сред. М.: Физматлит, 1994.
  9. Волков К.Н. Реализация схемы расщепления на разнесенной сетке для расчета нестационарных течений вязкой несжимаемой жидкости // Вычислительные методы и программирование. 2005. 6, № 1. 269-282.
  10. Thibault J.C., Senocak I. CUDA implementation of a Navier-Stokes solver on multi-GPU desktop platforms for incompressible flows // AIAA Paper. 2009. N 2009-758.
  11. Волков К.Н., Емельянов В.Н. Моделирование крупных вихрей в расчетах турбулентных течений. М.: Физматлит, 2008.

Загрузки

Опубликован

14-02-2013

Как цитировать

Волков К., Емельянов В., Курова И., Серов А., Смирнов П., Карпенко А. Численное решение задач гидродинамики на графических процессорах общего назначения // Вычислительные методы и программирование. 2013. 14. 82-90

Выпуск

Раздел

Раздел 1. Вычислительные методы и приложения

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 3 4 > >>