【摘 要】
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GALBC是一款应用在CPU-GPU异构平台上基于格子Boltzmann模型开发的并行计算软件,可用于多相流、渗流分析等计算流体动力学(CFD)领域.格子Boltzmann方法(LBM)是在介观层面上研究流体特性的一种CFD方法,因其物理图像清楚、模型简单和数据局域,非常适合利用图形处理器(GPU)进行大规模并行计算.在自主软件GALBC中,基于统一计算设备架构(CUDA)编程模型重新设计了传统L
【机 构】
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国家核电技术公司 北京软件技术中心,北京 100029 上海交通大学 核科学与工程学院,上海 20
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GALBC是一款应用在CPU-GPU异构平台上基于格子Boltzmann模型开发的并行计算软件,可用于多相流、渗流分析等计算流体动力学(CFD)领域.格子Boltzmann方法(LBM)是在介观层面上研究流体特性的一种CFD方法,因其物理图像清楚、模型简单和数据局域,非常适合利用图形处理器(GPU)进行大规模并行计算.在自主软件GALBC中,基于统一计算设备架构(CUDA)编程模型重新设计了传统LBM算法,实现了在粒子弛豫过程中的每一时间点都将计算密集型任务交由GPU并行加速,而CPU只负责内存管理、发起GPU内核函数和数据分发、收集.在程序调优上,就提高GPU全局内存和共享内存的访存效率而言提出了一种优化方案,有效提升了原算法的并行效率.以二维Poiseuille流和顶盖驱动流为例,计算结果表明基于GPU加速计算LBM不仅可行而且高效,在NVIDIAGeForce GTS 450卡上获得的最高加速比超过110倍.
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