水動(dòng)力學(xué)模型已廣泛應(yīng)用于潰壩洪水、通航水流條件計(jì)算等水流模擬相關(guān)領(lǐng)域。隨著模擬任務(wù)與精度要求的不斷增大,計(jì)算時(shí)間過長已成為影響模型應(yīng)用的瓶頸。采用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù),提高水動(dòng)力學(xué)模型的計(jì)算效率是模型應(yīng)用的迫切需求。本文對(duì)基于GPU的二維水動(dòng)力學(xué)模型并行計(jì)算方法進(jìn)行研究,以松花江胖頭泡蓄滯洪區(qū)和長江上游重慶航道的水流計(jì)算為例,對(duì)并行模型的效率與關(guān)鍵影響因素進(jìn)行探索,主要成果與結(jié)論如下：（1）研究了二維水動(dòng)力學(xué)模型的求解方法,基于有限體積法建立了二維水動(dòng)力學(xué)模型以適應(yīng)研究區(qū)域水流復(fù)雜性�？偨Y(jié)了OpenACC應(yīng)用編程接口標(biāo)準(zhǔn)并行方法的原理與方法,闡述了OpenACC的并行標(biāo)準(zhǔn)與并行過程,對(duì)不同導(dǎo)語的并行實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究,測試了多功能子語在并行過程中的作用�；贠penACC模式將二維水動(dòng)力學(xué)串行計(jì)算模型改造為并行計(jì)算模型,對(duì)并行模型構(gòu)建中數(shù)據(jù)環(huán)境控制、數(shù)據(jù)傳輸及效率優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究分析。（2）將二維水動(dòng)力學(xué)并行計(jì)算模型應(yīng)用于長江上游江津至重慶航道水流的實(shí)時(shí)模擬,將模型計(jì)算結(jié)果與洪、中、枯三級(jí)實(shí)測流量瞬時(shí)水面線進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證,并行模型能夠較好的模擬不同水情下的通航水流條件。采用不同的網(wǎng)格精度,... 

【文章來源】：華北電力大學(xué)河北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 研究進(jìn)展
        1.2.1 MPI
        1.2.2 OpenMP
        1.2.3 GPU
    1.3 水流數(shù)值模擬的主要方法
        1.3.1 有限差分法
        1.3.2 有限單元法
        1.3.3 有限體積法
    1.4 本文主要工作
第2章 二維水動(dòng)力學(xué)模型建立與并行計(jì)算
    2.1 二維水動(dòng)力學(xué)模型求解
        2.1.1 控制方程
        2.1.2 控制體的選取
        2.1.3 計(jì)算網(wǎng)格的劃分
        2.1.4 有限體積法計(jì)算
        2.1.5 干濕邊界處理
        2.1.6 時(shí)間步長的選取
    2.2 二維水動(dòng)力學(xué)模型并行計(jì)算
        2.2.1 執(zhí)行模型和存儲(chǔ)模型
        2.2.2 OpenACC并行過程
        2.2.3 OpenACC關(guān)鍵技術(shù)
第3章 并行模型在通航水流模擬中的應(yīng)用
    3.1 長江上游重慶河段概述
    3.2 模型建立
    3.3 模型驗(yàn)證
    3.4 并行模型性能測試分析
    3.5 方案庫設(shè)計(jì)
第4章 并行模型在潰堤水流模擬中的應(yīng)用
    4.1 胖頭泡蓄滯洪區(qū)概述
    4.2 模型建立
    4.3 模型驗(yàn)證
    4.4 并行模型性能測試分析
    4.5 并行算法對(duì)比分析
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]An analysis of dam-break flow on slope[J]. 王立輝,潘存鴻.  Journal of Hydrodynamics. 2014(06)
[2]基于GPU并行算法的水動(dòng)力數(shù)學(xué)模型建立及其效率分析[J]. 趙旭東,梁書秀,孫昭晨,劉忠波,韓松林,任喜峰.  大連理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(02)
[3]三峽大壩至葛洲壩兩壩間河段通航水流條件[J]. 姚仕明,王興奎,張丙印.  水利水電科技進(jìn)展. 2010(06)
[4]GPU通用計(jì)算平臺(tái)上的SPH流體模擬[J]. 溫嬋娟,歐嘉蔚,賈金原.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2010(03)
[5]建筑物密集城區(qū)潰堤水流二維數(shù)值模擬[J]. 張大偉,程曉陶,黃金池.  水利學(xué)報(bào). 2010(03)
[6]渤海灣曹妃甸港區(qū)開發(fā)對(duì)水動(dòng)力泥沙環(huán)境的影響[J]. 陸永軍,左利欽,季榮耀,張金善.  水科學(xué)進(jìn)展. 2007(06)
[7]兩壩間河段通航水流條件的三維數(shù)值模擬[J]. 姚仕明,王興奎,張超,張大偉.  水科學(xué)進(jìn)展. 2007(03)
[8]伶仃洋海區(qū)二維不平衡非均勻輸沙數(shù)學(xué)模型[J]. 徐峰俊,劉俊勇.  水利學(xué)報(bào). 2003(07)
[9]二維淺水流動(dòng)的有限元并行數(shù)值模擬[J]. 江春波,安曉謐,張慶海.  水利學(xué)報(bào). 2002(05)

博士論文
[1]潰壩洪水?dāng)?shù)學(xué)模型及水動(dòng)力學(xué)特性研究[D]. 宋利祥.華中科技大學(xué) 2012
[2]堤壩潰決水流數(shù)學(xué)模型及其應(yīng)用研究[D]. 張大偉.清華大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3591180