本文關(guān)鍵詞：面向CFD的并行優(yōu)化技術(shù)研究

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【摘要】：CFD是科學(xué)計算領(lǐng)域的重要內(nèi)容,在許多領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。隨著計算技術(shù)的不斷發(fā)展,科學(xué)計算成為繼理論研究和科學(xué)實驗之后的第三大科學(xué)研究手段�？茖W(xué)計算需要巨大的計算資源,近年來高性能計算機的飛速發(fā)展使科學(xué)計算能夠采用計算的方式解決傳統(tǒng)上需要采用耗費巨大的的科學(xué)試驗的方式解決的問題,科學(xué)計算在科學(xué)研究中的應(yīng)用日益廣泛。CFD作為科學(xué)計算領(lǐng)域的重要組成部分,在人們的生產(chǎn)和生活中也扮演著越來越重要的角色。本文結(jié)合目前世界領(lǐng)先的芯片架構(gòu),針對CFD有限體積方法領(lǐng)域的典型算法進行并行優(yōu)化算法研究。對于結(jié)構(gòu)網(wǎng)格求解問題的求解,目前發(fā)展出了許多求解方法,本文對商業(yè)軟件中廣泛采用的有限體積LU-SGS算法進行并行優(yōu)化,分析了 LU-SGS方法的算法特性及可行的并行優(yōu)化方案,針對LU-SGS算法特點提出基于國產(chǎn)眾核結(jié)構(gòu)的流水線并行優(yōu)化算法,實驗表明,該算法能對三維數(shù)據(jù)全相關(guān)問題進行流水線并優(yōu)化,有效提高LU-SGS算法計算效率。對于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格求解問題,針對其預(yù)處理時間長,尤其是網(wǎng)格規(guī)模達到數(shù)千萬甚至上億網(wǎng)格時預(yù)處理時間過長問題,提出一種高效的并行預(yù)處理方法,減少預(yù)處理過程存儲量和計算時間,實驗結(jié)果表明該方法能夠顯著降低千萬及以量級非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格實際問題的預(yù)處理時間,并具有較好的并行可擴展性。結(jié)合對CFD典型算法的分析,結(jié)合CFD計算特點,針對CFD應(yīng)用開發(fā)并行應(yīng)用平臺,為用戶提供可視化的作業(yè)創(chuàng)建和管理界面。將CFD的基本計算過程進行模塊化封裝,使用戶可以根據(jù)自身的應(yīng)用需求定制工作流程,并對計算過程進行實時監(jiān)控和管理,降低CFD應(yīng)用系統(tǒng)的使用難度,使行業(yè)用戶能夠?qū)⒏嗟木ν度氲叫袠I(yè)應(yīng)用而非底層實現(xiàn)中,提高CFD應(yīng)用系統(tǒng)的好用性。同時,平臺兼容異構(gòu)計算系統(tǒng),具有良好的可移植性和可擴展性,為用戶提供方便易用的高性能計算資源使用接口。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O35;TP338.6

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1 王保國，孫成海，李榮先，趙蘭水,倪德邁;快速生成三維非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的一種方法[J];清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1999年08期

2 王保國,李榮先,馬智明,葛兆生;非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格生成方法的改進及氣膜冷卻三維靜子流場的求解[J];航空動力學(xué)報;2001年03期

3 朱培燁;三維非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格自動生成[J];計算物理;2001年06期

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本文編號：1258097