×
北卡罗来纳州洛比。;F.D.威瑟登。;詹姆逊，A。;文森特，体育。

一种高阶跨平台不可压缩Navier-Stokes解算器，通过人工可压缩性应用于湍流射流。 （英语） Zbl 07694822号

计算。物理学。Commun公司。 233, 193-205 (2018).
概述：现代硬件架构（如GPU和多核处理器）的特点是相对于内存带宽而言具有丰富的计算能力。这使得它们非常适合求解双曲守恒律的时间显式和空间紧致离散。然而，经典的基于压力投影的不可压缩Navier-Stokes公式不属于这一类。在现代硬件上解决不可压缩问题的一个吸引人的公式是人工压缩方法。当结合显式双时间步进和高阶通量重建离散化时，大多数操作可以转换为计算边界矩阵-矩阵乘法，非常适合GPU加速和多核处理。在这项工作中，我们在PyFR框架中，通过人工压缩和双时间步进，开发了一个高阶跨平台不可压缩Navier-Stokes解算器。该解算器通过一种平台化的模板方法，可以生成/编译CUDA，在从笔记本电脑到最大的超级计算机的一系列计算机体系结构上运行，运行时的OpenCL和C/OpenMP代码。PyFR中定义的跨平台模板框架的可扩展性得到了明确的证明，以及用于加速收敛的“（P）-多重网格”的效用。该解算器的平台无关性在Nvidia Tesla P100 GPU和Intel Xeon Phi 7210 KNL多核处理器上通过3D Taylor-Green涡流测试用例进行了验证。此外，该解算器被应用于3D湍流射流测试案例（Re=10000\），并且据报告，强大的缩放比例高达144 GPU。新软件通过人工可压缩性和（P）-多重网格加速双时间步进，构成了不可压缩Navier-Stokes解算器的第一个高阶准确跨平台实现，将在文献中发表。该技术在一系列行业中都有应用，包括海事和汽车行业。此外，由于其跨平台特性，该技术在快速发展的硬件体系结构时代仍具有很好的相关性。

引用于21文件

MSC公司：

76倍 流体力学
65-XX岁 数值分析

关键词：

不可压缩流动;人工压缩性;通量重建;现代硬件;并行算法;湍流

软件：

伦敦银行同业拆借利率;PyFR公司;METIS公司;吉米（GiMMiK）;CUDA公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{N.A.Loppi}等人，计算。物理学。Commun公司。233193-205（2018；Zbl 07694822）
全文： 内政部
OA许可证

参考文献：

[1] 佛梅尔，公元前。；F.D.威瑟顿。；Vincent，P.E.，J.计算机。物理。，334, 497-521 (2017)
[2] 王振杰。；Fidkowski，K。；Abgrall，R。；Bassi，F。；Caraeni，D。；A.卡里。；Deconick，H。；哈特曼，R。；Hillewaert，K。；Huynh，H.T.公司。；北卡罗尔。；梅，G。；Persson，P.O。；van Leer，B。；Visbal，M.，国际。J.数字。方法流体，72，8811-845（2013）·Zbl 1455.76007号
[3] Gottlieb，D。；Orszag，S.A.，《谱方法的数值分析：理论与应用》，第26卷（1977年），暹罗·Zbl 0412.65058号
[4] Lele，S.K.，J.计算。物理。，103, 1, 16-42 (1992) ·Zbl 0759.65006号
[5] W.H.Reed，T.R.Hill，Los Alamos Rep.LA-UR-73-4791973年，第10页。
[6] Cockburn，B。；Hou，S。；Shu，C.-W.，数学。公司。，52, 186, 411-435 (1989) ·Zbl 0662.65083号
[7] Cockburn，B。；Hou，S。；Shu，C.-W.，数学。公司。，54, 190, 545-581 (1990) ·Zbl 0695.65066号
[8] 刘，Y。；Vinokur，M。；Wang，Z.J.，J.计算。物理。，216, 2, 780-801 (2006) ·Zbl 1097.65089号
[9] 王振杰。；刘，Y。；May，G。；詹姆逊，A.，J.Sci。计算。，32, 1, 45-71 (2007) ·Zbl 1151.76543号
[10] 科普里瓦，D.A。；Kolias，J.H.，J.计算。物理。，125, 1, 244-261 (1996) ·Zbl 0847.76069号
[11] H.T.Huynh，第18届AIAA Comp。流体动力学。Conf.，6月25日至28日，佛罗里达州迈阿密，AIAA Pap。2007-4079.
[12] Chorin，A.J.，J.计算。物理。，135, 118-125 (1967) ·Zbl 0899.76283号
[13] A.詹姆逊，第十届Comp。流体动力学。Conf.，6月24日至26日，夏威夷州火奴鲁鲁，AIAA Pap。91-1596.
[14] Bassi，F。；Crivellini，A。；Di Pietro，D.A。；Rebay，S.，J.计算。物理。，218, 2, 794-815 (2006) ·Zbl 1158.76313号
[15] C.Liang，A.Chan，X.Liu，A.Jameson，第49届AIAA Aerosp。科学。见面。包括新视野论坛Aerosp。博览会。1月4日至7日，佛罗里达州奥兰多，AIAA Pap。2011-48, 2011.
[16] 考克斯，C。；Liang，C。；Plesniak，M.W.，J.计算。物理。，314, 414-435 (2016) ·Zbl 1349.76193号
[17] F.D.威瑟顿。；Farrington，A.M。；文森特，体育，计算机。物理学。通信，185，11，3028-3040（2014）·Zbl 1348.65005号
[18] F.D.威瑟顿。；佛梅尔，公元前。；Vincent，体育，计算机和流体，120173-186（2015）·Zbl 1390.76014号
[19] 文森特，体育。；卡斯通圭，P。；詹姆逊，A.，J.Sci。计算。，47, 1, 50-72 (2011) ·Zbl 1433.76094号
[20] 文森特，体育。；卡斯通圭，P。；Jameson，A.，J.计算。物理。，230228134-8154（2011年）·Zbl 1343.65117号
[21] A.詹姆逊。；文森特，体育。；Castonguay，P.，J.科学。计算。，50434-445（2012年）·Zbl 1457.65116号
[22] 威瑟登，F。；Vincent，P.，J.科学。计算。，61, 2, 398-423 (2014) ·Zbl 1299.76153号
[23] Shunn，L。；Ham，F.，J.计算。申请。数学。，236, 17, 4348-4364 (2012) ·Zbl 1247.65035号
[24] 赫塞文，J.S。；Warburton，T.，Nodal间断Galerkin方法：算法、分析和应用（2007），Springer科学与商业媒体
[25] D.Elsworth，E.Toro，NASA STI/Recon技术代表，第94卷，1992年。
[26] Fidkowski，K.J。；Oliver，T.A。；卢，J。；Darmofal，D.L.，J.计算。物理。，207, 1, 92-113 (2005) ·Zbl 1177.76194号
[27] Karypis，G。；库马尔，V.，SIAM J.Sci。计算。，20, 1, 359-392 (1998) ·Zbl 0915.68129号
[28] 沃兹尼亚克，B.D。；F.D.威瑟顿。；F.P.罗素。；文森特，体育。；Kelly，P.H.J.，计算机。物理学。通信，20212-22（2016）
[29] A.Heinecke、G.Henry、M.Hutchinson、H.Pabst和Proc。高性能计算、网络、存储和分析国际会议，2016年，第84页。
[30] 范里斯，W.M。；伦纳德，A。；普林，D.I。；Koumoutsakos，P.，J.计算。物理。，230, 8, 2794-2805 (2011) ·兹比尔1316.76066
[31] Panchapakesan，N.R。；Lumley，J.L.，J.流体力学。，246, 197-223 (1993)
[32] 利帕里，G。；Stansby，P.K.，《流动湍流》。梳子。，87, 1, 79-114 (2011) ·Zbl 1432.76003号
[33] Boersma，B.J.，《流体动力学》。研究，35，6，425-447（2004）·Zbl 1122.76376号
[34] 转向架，C。；Bailly，C.，J.流体力学。，627, 129-160 (2009) ·Zbl 1171.76396号
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。