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使用动力学简化的局部Navier-Stokes方程对非定常不可压缩流动进行多-GPU并行计算。 (英语) Zbl 1390.76571号

总结:使用运动学简化的局部Navier-Stokes(KRLNS)方程对二维双周期剪切层和三维衰减均匀各向同性湍流进行了数值模拟,该方程适用于不可压非定常流动,无需子迭代,并且能够捕捉正确的瞬态行为。为了获得较高的精度,KRLNS方程采用高阶中心差分近似和四阶段Runge-Kutta方法进行离散。将结果与格子Boltzmann方法(LBM)和伪谱方法(PSM)得到的解进行了比较,这是该问题的标准方法。基于区域分解方法,对多个GPU(Tesla K40)进行并行计算,最多可使用4个GPU,并研究了KRLNS方程的加速。结果表明,这三种方法都能捕捉到非定常不可压流动的瞬态流场,并使KRLNS方程有较大的加速比。

MSC公司:

76M20码 有限差分方法在流体力学问题中的应用
6500万06 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法
65日元10 特定类别建筑的数值算法
76D05型 不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程

软件:

库达
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 费希廷格,C;哈比奇,J;Köstler,H;吕德,U;Aoki,T,CPU-GPU集群上异质晶格Boltzmann模拟的性能建模与分析,并行计算,46,1-13,(2015)
[2] 小松,K;索加,T;小川,R;Akizawa,H;小林,H;高桥,S;佐佐木,D;Nakahashi,K,在GPU平台上并行处理building-cube方法,计算流体,45,122-128,(2011)·Zbl 1429.76015号
[3] 哈洛,F;Welch,E,自由表面流体的含时粘性不可压缩流动的数值计算,物理流体,82182-2189,(1965)·Zbl 1180.76043号
[4] 波洛克,S;Ansumali,S;Karlin,IV,用于模拟不可压缩粘性流的动力学简化局部Navier-Stokes方程,Phys Rev E,76,(2007)
[5] Karlin,IV型;Tomboulides,AG公司;CE Frouzakis;Ansumali,S,《动力学简化的局部Navier-Stokes方程:流体动力学的替代方法》,Phys Rev E,74,(2006)
[6] Clausen,JR,用于不可压缩流实验模拟的人工压缩性熵阻尼形式,Phys Rev E,87,(2013)
[7] Ohwada,T;Asinari,P,《重访人工压缩性方法:不可压缩Navier-Stokes方程的渐近数值方法》,《计算物理杂志》,229,5,1698-1723,(2010)·Zbl 1329.76063号
[8] Chorin,AJ,解决不可压缩粘性流动问题的数值方法,《计算物理杂志》,2,12-26,(1967)·Zbl 0149.44802号
[9] Wolf-Gradrow,DA,晶格气体细胞自动机和晶格玻尔兹曼模型,(2000),施普林格·Zbl 0999.82054号
[10] Orszag,SA,《伪光谱和光谱近似的比较》,Stud Appl Math,51253-51259,(1972)
[11] 佐藤,N;莫里尼西,K;Tanno,T;桥本,T;安田,T;Tanaka,Y,《非定常粘性不可压缩流动的局部计算方法比较》,模拟优化科学技术模型,211-223,(2014)·Zbl 1329.76066号
[12] 桥本,T;塔诺,我;田中,Y;莫里尼西,K;Satofuka,N,在GPU上使用动力学简化的局部Navier-Stokes方程模拟双周期剪切层,计算流体,88,715-718,(2013)·Zbl 1391.76101号
[13] 桥本,T;塔诺,我;安田,T;田中,Y;莫里尼西,K;Satofuka,N,在GPU上使用动力学简化的局部Navier-Stokes方程对非定常粘性不可压缩流动进行高阶数值模拟,计算流体,110,108-113,(2015)·Zbl 1390.76718号
[14] 小兵,ML;Brown,DL,欠分辨率二维不可压缩流动模拟的性能,计算物理杂志,138734-765,(1997)·Zbl 0914.76063号
[15] Kida,S;Murakami,Y,Kolmogorov在自由衰减湍流中的相似性,《物理流体》,302030-2039,(1987)·兹比尔0627.70607
[16] 安田,T;桥本,T;Tanno,我;田中,Y;Minagawa,H;莫里尼西,K;Satofuka,N,格子Boltzmann模型的碰撞和速度模型对三维湍流模拟的影响,国际计算流体动力学杂志,31,4-5,258-268,(2017)·Zbl 07518032号
[17] 郑,J;格罗斯曼,M;Mckercher,T,专业CUDA C编程,(2014),NVIDIA
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