熔鹽堆是使用液態(tài)燃料的第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)的堆型,在可持續(xù)性、經(jīng)濟(jì)性、安全性以及防核擴(kuò)散四個(gè)方面有著很好的評(píng)價(jià)。熔鹽堆使用的熔鹽具有獨(dú)特的傳熱特性,需要數(shù)值傳熱學(xué)和計(jì)算流體力學(xué)方法對(duì)熔鹽堆中的物理過(guò)程進(jìn)行計(jì)算和分析。計(jì)算流體力學(xué)使用數(shù)值方法對(duì)流體流動(dòng)和熱傳導(dǎo)等相關(guān)物理問(wèn)題進(jìn)行狀態(tài)方程求解,需要大規(guī)模的數(shù)據(jù)計(jì)算。借助于傳統(tǒng)的CPU并行計(jì)算方法已經(jīng)不能很好的滿足計(jì)算要求,而通用圖形計(jì)算技術(shù)的迅速發(fā)展使得許多傳統(tǒng)的CPU并行計(jì)算方法轉(zhuǎn)向圖形處理器并行計(jì)算方法。本論文研究了計(jì)算流體力學(xué)軟件Code_Saturne的GPU并行化及優(yōu)化,并應(yīng)用于熔鹽堆堆芯物理模型,主要研究?jī)?nèi)容包括（1）GPU并行計(jì)算方法。本文介紹了GPU并行編程方法并以O(shè)penACC編程模型為例說(shuō)明GPU并行編程的思想。（2）并行性分析。詳細(xì)介紹了開(kāi)源計(jì)算流體力學(xué)軟件Code_Saturne的架構(gòu)及程序運(yùn)行;分析了Code_Saturne源碼中與物理方程求解有關(guān)的算法的可并行性,并將其修改為可在GPU上并行計(jì)算的程序;研究了稀疏矩陣運(yùn)算在GPU上的并行求解算法,主要實(shí)現(xiàn)預(yù)... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所)上海市

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 熔鹽堆的發(fā)展
        1.1.2 GPU并行計(jì)算
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究目標(biāo)及結(jié)構(gòu)
第二章 開(kāi)源CFD程序Code_Saturne介紹
    2.1 Code_saturne程序簡(jiǎn)介
    2.2 Code_saturne程序架構(gòu)
        2.2.1 前處理器
        2.2.2 求解器
        2.2.3 后處理器
    2.3 Code_Saturne程序運(yùn)行
        2.3.1 算例的文件夾結(jié)構(gòu)
        2.3.2 算例的運(yùn)行
    2.4 小結(jié)
第三章 GPU加速Code_saturne實(shí)現(xiàn)與校驗(yàn)
    3.1 GPU計(jì)算環(huán)境搭建
        3.1.1 安裝CUDA驅(qū)動(dòng)程序
        3.1.2 安裝PGI編譯器
        3.1.3 Code_Saturne程序配置與安裝
    3.2 GPU加速Code_Saturne程序調(diào)試
        3.2.1 并行性分析
        3.2.2 并行化實(shí)現(xiàn)
    3.3 GPU加速Code_Saturne程序校驗(yàn)
    3.4 小結(jié)
第四章 GPU程序性能分析及優(yōu)化
    4.1 GPU程序性能分析
    4.2 GPU 程序性能優(yōu)化
        4.2.1 向量線性運(yùn)算
        4.2.2 矩陣向量相乘
        4.2.3 共軛梯度算法
    4.3 小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
附錄A：縮略語(yǔ)對(duì)照表
發(fā)表的文章與研究成果
致謝



本文編號(hào)：3425214