Численное решение задач гидродинамики на графических процессорах общего назначения
Авторы
-
К.Н. Волков
-
В.Н. Емельянов
-
И.В. Курова
-
А.Е. Серов
-
П.Г. Смирнов
-
А.Г. Карпенко
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.
Раздел
Раздел 1. Вычислительные методы и приложения
Библиографические ссылки
- 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.
- Боресков А.В., Харламов А.А. Основы работы с технологией CUDA. М.: ДМК Пресс, 2010.
- Сандерс Дж., Кэндрот Э. Технология CUDA в примерах: введение в программирование графических процессоров. М.: ДМК Пресс, 2011.
- 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.
- Corrigan A., Camelli F., LHohner R., Wallin J. Running unstructured grid-based CFD solvers on modern graphics hardware // AIAA Paper. 2009. N 2009-4001.
- 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.
- Chorin A.J. Numerical solution of Navier-Stokes equations // Mathematics of Computation. 1968. 22, N 104. 745-762.
- Белоцерковский О.М. Численное моделирование в механике сплошных сред. М.: Физматлит, 1994.
- 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.
- 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.
- Волков К.Н., Емельянов В.Н. Моделирование крупных вихрей в расчетах турбулентных течений. М.: Физматлит, 2008.