本文關(guān)鍵詞：面向CFD的并行優(yōu)化技術(shù)研究

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【摘要】：CFD是科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域的重要內(nèi)容,在許多領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。隨著計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展,科學(xué)計(jì)算成為繼理論研究和科學(xué)實(shí)驗(yàn)之后的第三大科學(xué)研究手段。科學(xué)計(jì)算需要巨大的計(jì)算資源,近年來(lái)高性能計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展使科學(xué)計(jì)算能夠采用計(jì)算的方式解決傳統(tǒng)上需要采用耗費(fèi)巨大的的科學(xué)試驗(yàn)的方式解決的問(wèn)題,科學(xué)計(jì)算在科學(xué)研究中的應(yīng)用日益廣泛。CFD作為科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域的重要組成部分,在人們的生產(chǎn)和生活中也扮演著越來(lái)越重要的角色。本文結(jié)合目前世界領(lǐng)先的芯片架構(gòu),針對(duì)CFD有限體積方法領(lǐng)域的典型算法進(jìn)行并行優(yōu)化算法研究。對(duì)于結(jié)構(gòu)網(wǎng)格求解問(wèn)題的求解,目前發(fā)展出了許多求解方法,本文對(duì)商業(yè)軟件中廣泛采用的有限體積LU-SGS算法進(jìn)行并行優(yōu)化,分析了 LU-SGS方法的算法特性及可行的并行優(yōu)化方案,針對(duì)LU-SGS算法特點(diǎn)提出基于國(guó)產(chǎn)眾核結(jié)構(gòu)的流水線并行優(yōu)化算法,實(shí)驗(yàn)表明,該算法能對(duì)三維數(shù)據(jù)全相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行流水線并優(yōu)化,有效提高LU-SGS算法計(jì)算效率。對(duì)于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格求解問(wèn)題,針對(duì)其預(yù)處理時(shí)間長(zhǎng),尤其是網(wǎng)格規(guī)模達(dá)到數(shù)千萬(wàn)甚至上億網(wǎng)格時(shí)預(yù)處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)問(wèn)題,提出一種高效的并行預(yù)處理方法,減少預(yù)處理過(guò)程存儲(chǔ)量和計(jì)算時(shí)間,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法能夠顯著降低千萬(wàn)及以量級(jí)非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格實(shí)際問(wèn)題的預(yù)處理時(shí)間,并具有較好的并行可擴(kuò)展性。結(jié)合對(duì)CFD典型算法的分析,結(jié)合CFD計(jì)算特點(diǎn),針對(duì)CFD應(yīng)用開(kāi)發(fā)并行應(yīng)用平臺(tái),為用戶(hù)提供可視化的作業(yè)創(chuàng)建和管理界面。將CFD的基本計(jì)算過(guò)程進(jìn)行模塊化封裝,使用戶(hù)可以根據(jù)自身的應(yīng)用需求定制工作流程,并對(duì)計(jì)算過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理,降低CFD應(yīng)用系統(tǒng)的使用難度,使行業(yè)用戶(hù)能夠?qū)⒏嗟木ν度氲叫袠I(yè)應(yīng)用而非底層實(shí)現(xiàn)中,提高CFD應(yīng)用系統(tǒng)的好用性。同時(shí),平臺(tái)兼容異構(gòu)計(jì)算系統(tǒng),具有良好的可移植性和可擴(kuò)展性,為用戶(hù)提供方便易用的高性能計(jì)算資源使用接口。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：O35;TP338.6

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本文編號(hào)：1258097