間斷伽遼金法是一種高精度的數(shù)值求解算法,吸收了有限體積法單元獨立、并行度高以及有限元法任意高階基函數(shù)的特點。為了充分發(fā)揮其高并行度的優(yōu)勢,使得間斷伽遼金法的實用價值更高,本文將針對電磁學(xué)和流體力學(xué)領(lǐng)域研究間斷伽遼金法的GPU并行計算技術(shù),并開發(fā)相應(yīng)的求解器。本文以通用的守恒律方程出發(fā),推導(dǎo)出間斷伽遼金法的基本公式,并在四面體非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格上推導(dǎo)了四面體體積坐標(biāo)的偏導(dǎo)、積分、數(shù)值積分,導(dǎo)出了兩種基于體積坐標(biāo)的基函數(shù)。之后采用CUDA GPU并行編程模型,設(shè)計了基于數(shù)組結(jié)構(gòu)體的并行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及間斷伽遼金GPU并行計算通用的算法框架,在這個框架下,結(jié)合了網(wǎng)格生成、導(dǎo)入、結(jié)果輸出模塊。本文開發(fā)了使用公式法生成間斷伽遼金計算矩陣的時域電磁學(xué)求解器和使用數(shù)值積分法生成間斷伽遼金計算矩陣的流體力學(xué)求解器。時域電磁學(xué)求解器可以使用一階和二階基函數(shù)來求解含有理想導(dǎo)體邊界、吸收邊界的時域電磁問題。流體力學(xué)求解器則采用Roe數(shù)值通量離散對流通量,以一種近年研究較多的直接間斷伽遼金（DDG）來離散粘性通量,實現(xiàn)無粘流和粘性流的求解計算。通過諧振腔和平面波算例,本文驗證了GPU并行的DGM時域電磁學(xué)求解器的正確性。... 

【文章來源】：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

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

CPU與GPU晶體管分布示意圖

第一章緒論3圖1-1CPU與GPU晶體管分布示意圖圖1-2CPU與GPU每秒浮點運算次數(shù)發(fā)展圖1-3CPU與GPU內(nèi)存帶寬發(fā)展數(shù)據(jù)并行處理需要將計算的元素映射到并行的線程上，諸多需要處理大型數(shù)據(jù)集的應(yīng)用程序都能通過數(shù)據(jù)并行編程模型來加速計算速度，如GPU原本應(yīng)用的圖形渲染領(lǐng)域，需要將大量的像素或頂點映射到并行的線程上。此外，計算物理學(xué)

第一章緒論3圖1-1CPU與GPU晶體管分布示意圖圖1-2CPU與GPU每秒浮點運算次數(shù)發(fā)展圖1-3CPU與GPU內(nèi)存帶寬發(fā)展數(shù)據(jù)并行處理需要將計算的元素映射到并行的線程上，諸多需要處理大型數(shù)據(jù)集的應(yīng)用程序都能通過數(shù)據(jù)并行編程模型來加速計算速度，如GPU原本應(yīng)用的圖形渲染領(lǐng)域，需要將大量的像素或頂點映射到并行的線程上。此外，計算物理學(xué)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]航空CFD流場計算多GPU并行加速技術(shù)研究[J]. 周磊,譚偉偉,�？�.  航空計算技術(shù). 2018(05)
[2]基于非結(jié)構(gòu)/混合網(wǎng)格模擬黏性流的高階精度DDG/FV混合方法[J]. 邵帥,李明,王年華,張來平.  力學(xué)學(xué)報. 2018(06)
[3]基于GPU和隱式格式的CFD并行計算方法[J]. 張兵,韓景龍.  航空學(xué)報. 2010(02)

博士論文
[1]大規(guī)模CFD高效CPU/GPU異構(gòu)并行計算關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 曹維.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014

碩士論文
[1]NS方程在GPU上的并行實現(xiàn)[D]. 苗樹明.上海交通大學(xué) 2011
[2]歐拉方程間斷Galerkin有限元方法初步研究[D]. 龔小權(quán).中國空氣動力研究與發(fā)展中心 2009



本文編號：3346550