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非均匀网格上格子Boltzmann方法的大规模并行算法。 (英语) Zbl 1381.76301号

摘要:格子Boltzmann方法在当前的超级计算系统上显示出良好的可扩展性,因此日益成为大规模非稳态流动模拟的替代方法,可达到万亿(10^{12})个网格节点。此外,网格优化可以大大节省内存和计算时间。然而,这些节省是以更复杂的数据结构和算法为代价的。特别是,具有不同网格大小的子域之间的接口必须进行特殊处理。在本文中,我们介绍了在软件框架waLBerla中实现的并行算法、分布式数据结构和通信例程,以支持基于非均匀网格的大规模并行格子Boltzmann模拟。此外,我们还评估了我们的方法在两台当前PB级超级计算机上的性能。在IBM Blue Gene/Q系统上,使用近200万个线程执行具有精细网格的最大弱伸缩性基准测试,不仅显示出近乎完美的可伸缩性,而且绝对性能接近每秒一万亿格Boltzmann单元更新。在基于Intel的系统上,使用精细网格和总计850多万个单元的模拟具有很强的可伸缩性,每一时间步长的性能低于1毫秒。这使得能够使用复杂、不均匀的网格和每小时400万个时间步长的计算时间进行模拟。

MSC公司:

76米28 粒子法和晶格气体法
2005年5月 并行数值计算
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