面向CFD的并行優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、CFD是科學(xué)計算領(lǐng)域的重要內(nèi)容，在許多領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。隨著計算技術(shù)的不斷發(fā)展，科學(xué)計算成為繼理論研究和科學(xué)實驗之后的第三大科學(xué)研究手段。科學(xué)計算需要巨大的計算資源，近年來高性能計算機的飛速發(fā)展使科學(xué)計算能夠采用計算的方式解決傳統(tǒng)上需要采用耗費巨大的的科學(xué)試驗的方式解決的問題，科學(xué)計算在科學(xué)研究中的應(yīng)用日益廣泛。CFD作為科學(xué)計算領(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越重要的角色。
　　本文結(jié)合目前世界領(lǐng)先的芯片架

2、構(gòu)，針對CFD有限體積方法領(lǐng)域的典型算法進行并行優(yōu)化算法研究。對于結(jié)構(gòu)網(wǎng)格求解問題的求解，目前發(fā)展出了許多求解方法，本文對商業(yè)軟件中廣泛采用的有限體積LU-SGS算法進行并行優(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LU-SGS算法特點提出基于國產(chǎn)眾核結(jié)構(gòu)的流水線并行優(yōu)化算法，實驗表明，該算法能對三維數(shù)據(jù)全相關(guān)問題進行流水線并優(yōu)化，有效提高LU-SGS算法計算效率。對于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格求解問題，針對其預(yù)處理時間長，尤其是

3、網(wǎng)格規(guī)模達到數(shù)千萬甚至上億網(wǎng)格時預(yù)處理時間過長問題，提出一種高效的并行預(yù)處理方法，減少預(yù)處理過程存儲量和計算時間，實驗結(jié)果表明該方法能夠顯著降低千萬及以量級非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格實際問題的預(yù)處理時間，并具有較好的并行可擴展性。結(jié)合對CFD典型算法的分析，結(jié)合CFD計算特點，針對CFD應(yīng)用開發(fā)并行應(yīng)用平臺，為用戶提供可視化的作業(yè)創(chuàng)建和管理界面。將CFD的基本計算過程進行模塊化封裝，使用戶可以根據(jù)自身的應(yīng)用需求定制工作流程，并對計算過程進行實時監(jiān)控和管