在日常的生產(chǎn)和生活中,能源是起著至關(guān)重要的作用。隨著化石能源的日益枯竭,人類正在面臨著一場(chǎng)前所未有的能源危機(jī)。能源的發(fā)展與創(chuàng)新,是全世界各國(guó)人民共同關(guān)心的問(wèn)題,也是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中必須要著重解決的問(wèn)題。核聚變反應(yīng)可以釋放大量的能量,并且對(duì)環(huán)境的污染較小,是化石能源的理想代替品。快點(diǎn)火方式是有望實(shí)現(xiàn)慣性約束聚變的重要途徑之一,吸引了很多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行研究,其中理論及數(shù)值模擬是當(dāng)前對(duì)快點(diǎn)火研究的重要手段之一。但是由于快點(diǎn)火過(guò)程中激光超短超強(qiáng)、帶電粒子密度高且密度跨越數(shù)量級(jí)大,這就使得對(duì)快點(diǎn)火中關(guān)鍵物理問(wèn)題的模擬勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生龐大的計(jì)算負(fù)擔(dān)、延長(zhǎng)研究周期。隨著對(duì)CPU有限資源的開發(fā)殆盡,人們開始把目光轉(zhuǎn)向了另一種處理器——GPU。GPU的獨(dú)特結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)并行計(jì)算,在高性能計(jì)算的領(lǐng)域倍受科研人員的青睞。本文以電子科技大學(xué)開發(fā)的包含碰撞效應(yīng)的相對(duì)論激光等離子體互作用模擬軟件LPICMCC++為基礎(chǔ),對(duì)激光等離子體互作用PIC/MCC模擬的并行技術(shù)展開研究,開發(fā)了基于GPU的激光等離子體互作用模擬并行算法,完成了并行LPICMCC++代碼的編制、調(diào)試和測(cè)試。主要內(nèi)容有:1.介紹了論文工作的研究背景與研... 

【文章來(lái)源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究工作的背景與意義
    1.2 快點(diǎn)火方法原理及國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要工作與創(chuàng)新
    1.4 本論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 基于GPU并行計(jì)算的基礎(chǔ)
    2.1 引言
    2.2 GPU系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        2.2.1 Kepler GK110架構(gòu)
        2.2.2 Kepler GK110內(nèi)存子系統(tǒng)
    2.3 GPU編程模型
        2.3.1 內(nèi)核與CUDA中線程的調(diào)度執(zhí)行
        2.3.2 CUDA的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)
        2.3.3 CPU與GPU異構(gòu)編程
    2.4 本章小結(jié)
第三章 LPICMCC++軟件的PIC/MCC模擬算法
    3.1 粒子運(yùn)動(dòng)的求解
    3.2 電荷和電流密度的求解
    3.3 場(chǎng)的求解
        3.3.1 橫向場(chǎng)的求解
        3.3.2 縱向場(chǎng)的求解
    3.4 光電離
    3.5 電子碰撞電離
    3.6 兩體碰撞
    3.7 本章小結(jié)
第四章 PIC/MCC方法在GPU上的并行
    4.1 LPICMCC++串/并行程序概述
        4.1.1 PIC/MCC模擬流程
        4.1.2 CPU程序剖析
        4.1.3 程序流程和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
    4.2 粒子運(yùn)動(dòng)的求解在CUDA中的實(shí)現(xiàn)
    4.3 源的求解在CUDA中的實(shí)現(xiàn)
    4.4 場(chǎng)的求解在CUDA中的實(shí)現(xiàn)
    4.5 光電離求解在CUDA中的實(shí)現(xiàn)
    4.6 兩體碰撞在CUDA中的實(shí)現(xiàn)
    4.7 電子碰撞電離在CUDA中的實(shí)現(xiàn)
    4.8 本章小結(jié)
第五章 總體實(shí)現(xiàn)及結(jié)果分析
    5.1 結(jié)果正確性檢查
        5.1.1 粒子密度信息對(duì)比
        5.1.2 場(chǎng)的分布對(duì)比
        5.1.3 誤差
    5.2 加速比
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)
致謝
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]GPU并行計(jì)算在醫(yī)學(xué)圖像處理中的應(yīng)用研究[D]. 李英敏.天津大學(xué) 2012
[4]基于分治策略的背包問(wèn)題GPU并行算法研究[D]. 蔣瀚洋.湖南大學(xué) 2012
[5]基于GPU的硬件加速方法在粒子模擬中的應(yīng)用[D]. 高強(qiáng).電子科技大學(xué) 2010
[6]面向大規(guī)�？茖W(xué)計(jì)算的CPU-GPU異構(gòu)并行技術(shù)研究[D]. 方旭東.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
[7]快點(diǎn)火中激光與錐靶相互作用及電子輸運(yùn)的粒子模擬研究[D]. 劉占軍.中國(guó)工程物理研究院 2007
[8]飛秒激光與固體靶相互作用產(chǎn)生的硬X射線能譜測(cè)量研究[D]. 陳豪.四川大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3377276