李秦健;钟成文;李凯;张光勇;陆晓伟;张，清;赵凯勇;朱晓文 在多个GPU上进行大涡模拟的并行格子Boltzmann方法。 （英语） 兹比尔1348.76086 计算机 96，第6号，479-501（2014）. 摘要：为了提高大涡动力学下高雷诺数湍流流动的模拟效率，提出了一种基于CUDA的格子Boltzmann方法的多图形处理单元（GPU）大涡模拟仿真解决方案。我们的解决方案采用“先碰撞后传播”的晶格演化方式，并将未对齐的传播阶段置于全局内存读取过程中。最新的GPU平台允许单个CPU线程控制最多四个并行运行的GPU。为了利用多个GPU，将整个工作集均匀划分为多个子域。我们分别实现了Smagorinsky模型和Vreman模型来验证我们的多GPU解决方案。这两种LES模型具有不同的弛豫时间计算行为，导致CUDA实现特性不同。基于Smagorinsky模型的实现比CPU上的顺序实现速度提高了190倍，而基于Vreman模型的实现则提高了90倍以上。实验结果表明，我们的多GPU解决方案在多个GPU上的并行性能可以很好地扩展。因此，即使使用双精度浮点计算，大规模（高达10240乘以10240）格）LES-LBM模拟也可以以低成本进行。 引用于1文件 MSC公司： 76英尺65英寸 湍流的直接数值模拟和大涡模拟 76米28 粒子法和晶格气体法 关键词：晶格玻尔兹曼方法;GPU计算;大涡模拟;CUDA公司 软件：CUDA公司 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{Q.Li}等人，《计算》96，第6期，479--501（2014；Zbl 1348.76086） 全文： 内政部 参考文献： [1] Benzi R，Succi S，Vergassola M（1992）晶格玻尔兹曼方程：理论与应用。物理报告222（3）：145-197·doi:10.1016/0370-1573（92）90090-M [2] Chu X，Zhao K，Wang M（2008）基于gpu的大规模并行网络编码。参加：2008年性能、计算和通信会议。2008年政府间气候变化专门委员会。IEEE国际。IEEE，第144-151页·1184.76800兹罗提 [3] Habich J（2008）《nvidia gpu上数值计算内核的性能评估》。爱尔兰根-恩伯格大学硕士论文·Zbl 1225.76237号 [4] Hou S，Sterling J，Chen S，Doolen G（1996）高雷诺数流动的格子boltzmann子网格模型。模式形式格子气体自动机6:151-166·Zbl 0923.76275号 [5] Kuznik F、Obrecht C、Rusaouen G、Roux J（2010）使用gpu计算处理器进行基于Lbm的流动模拟。计算数学应用59（7）：380-2392·Zbl 1193.76112号 ·doi:10.1016/j.camwa.2009.08.052 [6] Li Y，Zhao K，Chu X，Liu J（2012）通过gpu加速K-means算法。计算机系统科学杂志·Zbl 1323.65141号 [7] Maier R，Bernard R，Grunau D（1996）格子boltzmann方法的边界条件。物理流体8（7）：1788-1801·兹比尔1027.76632 ·数字对象标识代码：10.1063/1.868961 [8] Micikevicius P（2011）《多用途编程》。http://www.nvidia.com/docs/IO/116711/sc11-multi-gpu.pdf ·Zbl 1027.76632号 [9] 英伟达C（2011）《英伟达（Nvidia cuda）编程指南》。http://developer.download.nvidia.com/compute/DevZone/docs/html/C/doc/CUDA_C_Programming_Guide.pdf ·Zbl 0923.76275号 [10] 英伟达C（2011）英伟达公司。http://developer.nvidia.com/gpudirect [11] Obrecht C，Kuznik F，Touracheau B，Roux J（2011）在图形处理单元上高效实现格子boltzmann方法的全局内存访问建模。高性能计算计算科学-VECPAR 2010:151-161·Zbl 1323.65141号 [12] Obrecht C、Kuznik F、Touracheau B、Roux J（2011）《格子boltzmann方法的多谱实现》。计算数学应用程序·兹比尔1268.76048 [13] Obrecht C，Kuznik F，Touracheau B，Roux J（2011）图形处理单元的格子boltzmann方法的新方法。计算数学应用61（12）：3628-3638·Zbl 1225.76237号 ·doi:10.1016/j.camwa.2010.01.054 [14] Qian Y，d’Humieres d，Lallemand P（2007）navier-stokes方程的格子bgk模型。EPL（Europhys Lett）17（6）:479·Zbl 1116.76419号 ·doi:10.1209/0295-5075/17/6/001 [15] Rosales C（2011）多相lbm分布在多个gpu上。2011年IEEE集群计算国际会议（cluster）。IEEE，第1-7页 [16] Smagorinsky J（1963）原始方程的一般循环实验。每月天气评论91（3）：99-164·doi:10.1175/1520-0493（1963）091<0099:GCEWTP>2.3.CO；2 [17] Tölke J（2010）使用nvidia开发的计算统一设备架构实现格子boltzmann内核。计算V科学13（1）：29-39 [18] Tölke J，Krafczyk M（2008）桌面pc上的Teraflop计算，带有用于三维cfd的gpu。国际J计算流体动力学22（7）：443-456·1184.76800兹罗提 ·doi:10.1080/10618560802238275 [19] Vreman A（2004）湍流剪切流的涡流粘性次脊尺度模型：代数理论和应用。物理流体16:3670·Zbl 1187.76543号 ·doi:10.1063/1.1785131 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。