面向CFD的并行優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、CFD是科學(xué)計(jì)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(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展，科學(xué)計(jì)算成為繼理論研究和科學(xué)實(shí)驗(yàn)之后的第三大科學(xué)研究手段。科學(xué)計(jì)算需要巨大的計(jì)算資源，近年來高性能計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展使科學(xué)計(jì)算能夠采用計(jì)算的方式解決傳統(tǒng)上需要采用耗費(fèi)巨大的的科學(xué)試驗(yàn)的方式解決的問題，科學(xué)計(jì)算在科學(xué)研究中的應(yīng)用日益廣泛。CFD作為科學(xué)計(jì)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

2、構(gòu)，針對(duì)CFD有限體積方法領(lǐng)域的典型算法進(jìn)行并行優(yōu)化算法研究。對(duì)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(duì)商業(yè)軟件中廣泛采用的有限體積LU-SGS算法進(jìn)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(duì)LU-SGS算法特點(diǎn)提出基于國(guó)產(chǎn)眾核結(jié)構(gòu)的流水線并行優(yōu)化算法，實(shí)驗(yàn)表明，該算法能對(duì)三維數(shù)據(jù)全相關(guān)問題進(jìn)行流水線并優(yōu)化，有效提高LU-SGS算法計(jì)算效率。對(duì)于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格求解問題，針對(duì)其預(yù)處理時(shí)間長(zhǎng)，尤其是

3、網(wǎng)格規(guī)模達(dá)到數(shù)千萬甚至上億網(wǎng)格時(shí)預(yù)處理時(shí)間過長(zhǎng)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(chǔ)量和計(jì)算時(shí)間，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法能夠顯著降低千萬及以量級(jí)非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格實(shí)際問題的預(yù)處理時(shí)間，并具有較好的并行可擴(kuò)展性。結(jié)合對(duì)CFD典型算法的分析，結(jié)合CFD計(jì)算特點(diǎn)，針對(duì)CFD應(yīng)用開發(fā)并行應(yīng)用平臺(tái)，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(jì)算過程進(jìn)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(duì)計(jì)算過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管