动态网格的DSMC方法在GPU上的并行*

摘要：

直接模拟蒙特卡罗方法(direct simulation Monte Carlo,DSMC)是稀薄气体动力学领域的重要工具.然而,DSMC方法有两个比较主要的缺点:一是复杂的网格处理;另一个是庞大的计算量.使用动态网格的DSMC方法可以根据流场信息,动态生成自适应的碰撞网格,能有效解决前一个缺点;针对后一个缺点,使用统一计算架构(compute unified device architecture,CUDA)编写并行程序,将基于动态网格的DSMC方法移植到图形处理器(graphic processing unit,GPU)上以减少计算时间.在并行实现中,GPU负责绝大部分的计算,而CPU只负责初始化、结果输出等少量工作.使用一个二维超音速横掠平板问题作为算例,验证了并行程序的正确性.对于不同规模的算例,在NVIDIA Fermi C2050之上均获得了10倍以上的加速比;对于相同算例, NVIDIA最新发布的Kepler K20上的速度约为Fermi C2050上的1.3~1.6倍.

关键词：统一计算架构(CUDA)、图形处理器(GPU)、直接模拟蒙特卡罗方法(DSMC)、动态网格DSMC、并行模拟

分类号：TP39(计算技术、计算机技术)

在线出版日期：2013-05-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：472-479