NS方程在GPU上的并行實現(xiàn).pdf

1、近年來，GPU性能飛速提升，越來越多的行業(yè)利用GPU進行一般意義上的科學計算（General-Purpose Computationon Graphics Processing Unit，GPGPU）。在航空領域，隨著準確度、復雜度要求的提升，CFD計算耗費了大量的時間，國外許多專家利用GPU卓越的運算性能進行CFD計算，并行求解NS方程。單塊GPU上取得的加速比一般有10到30倍，這樣的加速比對于傳統(tǒng)的集群計算來說是非常大的，由此造成

2、的對CFD計算方式的影響不可謂不巨大。國外一些商用CFD軟件ANSYS、Autodesk和開源軟件如OpenFOAM等也紛紛開展GPU研究。與此同時，國內缺少成功的例子對利用GPU并行求解NS方程的可行性、有效性進行驗證，在平常的科學計算和工程計算中，更是缺少相關的案例。這種情況大大阻礙了GPU并行求解NS方程在國內的推廣。
　　本文針對目前國內利用GPU并行求解NS方程的現(xiàn)狀，設計并完成了GPU上并行求解NS方程的算法，目的在于

3、驗證利用GPU并行求解NS方程的可行性、有效性，有助于引進國外先進的計算技術，提高航空領域的CFD計算技術和能力。著重進行了以下工作：
　?。?）研究了已有程序對完整考慮可壓縮性和黏性的NS方程的數(shù)值求解方法；
　?。?）設計并完成了GPU上并行求解NS方程的算法，采用大量優(yōu)化技術對程序性能進行了調優(yōu)；
　?。?）對比了ORENA M6機翼和某機翼的跨聲速流動的串并行計算結果，并給出了結論。
　　對比ORENA