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克劳迪奥·谢普克；尼古拉斯·梅拉德；菲利普·奥·纳沃。

分块并行格子Boltzmann方法。 （英语） Zbl 1186.68074号

国际J并行程序。 37，第6号，593-611（2009）.
摘要：本文介绍并讨论了格子Boltzmann方法的二维和三维版本的分块并行实现。该方法用于按照介观方法表示和模拟流体流动。大多数传统的并行实现使用简单的数据分布策略来并行化常规流体数据集上的操作。然而，众所周知，块分区通常更好。讨论了这种并行实现，并确定了其通信成本。穿过空腔的流体流动模拟也被用作实际案例研究，以评估我们的实现。对于某些数据分发，我们的阻塞实现的结果比非阻塞版本的性能高出31%。因此，这项工作表明，可以有效地使用阻塞的并行实现来减少方法的并行执行时间。

MSC公司：

68平方米 计算机系统环境下的性能评估、排队和调度

关键词：

集群计算；晶格玻尔兹曼方法；高性能计算

软件：

磁粉探伤；LUDWIG公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{C.Schepke}等人，《国际并行程序》。37，第6号，593--611（2009；Zbl 1186.68074）
全文： 内政部

参考文献：

[1] Anderson J.D.：计算流体动力学。McGraw-Hill，纽约（1995年）
[2] Artoli A.、Hoekstra A.、Slot P.：非定常流动的优化格子Boltzmann模拟。计算。流体35（2），227–240（2005）·兹比尔1099.76051 ·doi:10.1016/j.compfluid.2004.12.002
[3] Batchelor G.K.：流体动力学导论。剑桥大学出版社，马萨诸塞州剑桥市（1987年）·兹比尔0958.76001
[4] Buick，JM.：界面波建模中的格子Boltzmann方法。爱丁堡大学流体动力学组博士论文，1997年2月
[5] Carter，J.，Oliker，L.：现代并行矢量系统上的Lattice-Boltzmann磁流体动力学模拟的性能评估。劳伦斯伯克利国家实验室，论文LBNL-593402006年1月·Zbl 1303.76113号
[6] Chen S.，Doolen G.D.：流体流动的格子Boltzmann方法。每年。流体力学版次。30, 329–364 (1998) ·Zbl 1398.76180号 ·doi:10.1146/anurev.fluid.30.1.329
[7] Chung T.：计算流体动力学。剑桥大学出版社，剑桥（2003）
[8] Desplat J.-C.、Pagonabaraga I.、Bladon P.：路德维希：复杂流体的并行晶格-玻尔兹曼代码。计算。物理学。Commun公司。134(3), 273–290 (2001) ·兹比尔1032.76055 ·doi:10.1016/S0010-4655（00）00205-8
[9] Dongarra，J.、Foster，I.、Fox，G.、Gropp，W.、Kennedy，K.、Torczon，L.、White，A.（编辑）：《并行计算源书》。摩根考夫曼计算机体系结构与设计系列。爱思唯尔，2002年11月
[10] Dupuis，A.：从Lattice Boltzmann模型到虚拟河流的并行可重用实现。2002年，日内瓦大学计算机科学系，CUI，日内瓦大学博士学位论文
[11] Elmroth E.、Gustavson F.、Jonsson I.、Kagström B.：密集矩阵库软件的递归分块算法和混合数据结构。SIAM版本46（1），3-45（2004）·Zbl 1068.65040号 ·doi:10.1137/S0036144503428693
[12] Ferziger J.H.，Peric M.：流体动力学的计算方法。Springer-Verlag，伦敦（2002）
[13] Flekköy E.G.：可混溶流体的Lattice Bhatnagar-Gross-Krook模型。物理学。版本E 47（6），4247–4257（1993）·doi:10.1103/PhysRevE.47.4247
[14] Foster I.：设计和构建并行程序：并行软件工程的概念和工具。Addison Wesley，Reading，MA（1995）·Zbl 0844.68040号
[15] Gropp W.，Lusk E.，Skjellum A.：使用MPI：带有消息传递接口的可移植并行编程。麻省理工学院出版社，美国马萨诸塞州剑桥（1994）·Zbl 0875.68206号
[16] He X.，Luo L.-S.：不可压缩Navier-Stokes方程的格子Boltzmann模型。《统计物理学杂志》。88, 927–944 (1997) ·Zbl 0939.82042号 ·doi:10.1023/B:JOSS.00000015179.12689.e4
[17] 何旭，罗L.-S.：晶格玻尔兹曼方程理论：从玻尔兹曼方程到晶格玻尔茨曼方程。物理学。E 56版，6811–6817（1997）·doi:10.103/物理版本E.56.6811
[18] Jonsson I.，Kagström B.：求解三角系统的递归分块算法——第一部分：单边和耦合Sylvester型矩阵方程。ACM事务处理。数学。柔和。28(4), 392–415 (2002) ·兹比尔1072.65061 ·数字对象标识代码：10.1145/592843.592845
[19] Kandhai D.、Koponen A.、Hoekstra A.、amd K.M.、Timenen J.、Sloot P.：平行系统上的晶格-玻尔兹曼流体动力学。计算。物理学。Commun公司。111, 14–26 (1998) ·Zbl 0942.76062号 ·doi:10.1016/S0010-4655（98）00025-3
[20] Körner，C.、Pohl，T.、Rüde，U.、Thürey，N.和Zeiser，T.：CFD应用的平行格子Boltzmann方法。In:Bruaset，A.，Tveito，A.（eds.）《并行计算机上偏微分方程的数值解》，计算科学与工程讲义第51卷，第5章，第439-465页。Springer-Verlag，伦敦（2005年）。国际标准图书编号3-540-29076-1·Zbl 1142.76045号
[21] Lam，M.D.，Rothberg，E.E.，Wolf，M.E.：阻塞算法的缓存性能和优化。ASPLOS-IV：第四届编程语言和操作系统体系结构支持国际会议论文集，第63-74页。美国纽约州纽约市ACM出版社（1991年）
[22] McNamara G.，Zanetti G.：使用Boltzmann方程模拟晶格气体自动机。物理学。修订稿。61, 2332–2335 (1988) ·doi:10.1103/PhysRevLett.61.2332
[23] Pan C.、Prins J.F.、Miller C.T.：多孔介质流动模型的高性能Lattice Boltzmann实现。计算。物理学。Commun公司。158(2), 89–105 (2004) ·Zbl 1196.76069号 ·doi:10.1016/j.cpc.2003.12.003
[24] Pohl，T.、Thürey，N.、Deserno，F.、Rüde，U.、Lammers，P.、Wellein，G.、Zeiser，T.：三种超级计算体系结构上并行大尺度格子Boltzmann应用程序的性能评估。超级计算（2004）
[25] Snir M.、Otto S.、Huss-Lederman S.、Walker D.、Dongarra J.：MPI：完整参考，第1卷和第2卷。麻省理工学院出版社，马萨诸塞州剑桥（1998）
[26] Succi S.：流体动力学及其以外的格子Boltzmann方程。牛津大学出版社，美国纽约（2001）·Zbl 0990.76001号
[27] Wilkinson B.，Allen M.：并行编程：使用网络工作站和并行计算机。普伦蒂斯·霍尔，美国（1998年）
[28] Wolf-Gladrow D.A.：格-加斯元胞自动机和格-玻尔兹曼模型：简介。施普林格，柏林（2000）·Zbl 0999.82054号
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