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基于多GPU的格子Boltzmann法对槽道湍流的直接数值模拟
  • ISSN号:1000-0887
  • 期刊名称:应用数学和力学
  • 时间:2013.9.9
  • 页码:956-964
  • 分类:TB126[理学—力学;理学—工程力学;一般工业技术] O351[理学—流体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]西安交通大学航天航空学院,机械结构强度与振动国家重点实验室,西安710049
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(11242010;11102150);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目
  • 相关项目:多GPU环境下基于格子-Boltzmann法的平板间湍流模拟
中文摘要:

采用多GPU并行的格子Boltzmann方法(1attice Boltzmann method,LBM)对充分发展的槽道湍流进行了直接数值模拟.GPU(graphic processing unit)的数据并行单指令多线程(single—instruction multiple—thread,SIMT)特征与LBM完美的并行性相匹配,使得LBM求解器在GPU上运行获得了极高的性能,亦使得大规模DNS(direct numefical simulation)在桌面级计算机上进行成为可能.采用8个GPU,网格数目达到6.7×10’,全场网格尺寸△’=1.41.模拟3x10。个时间步长,用时仅24h.另外,直接模拟结果无论是在平均流速或湍流统计量上均与Moser等的结果吻合得很好,这也证实了二阶精度的格子Boltzmann法直接模拟湍流的能力与有效性.

英文摘要:

The wall-bounded turbulent flow was simulated directly (DNS) by lattice Boltzmann method (LBM) through multi-GPU parallel computing. The Data-parallel SIMT (single-instruc- tion multiple-thread) characteristic of GPU matched the parallelism of LBM well, which led to high efficiency of GPU on the LBM solver. At the same time, it brought possibility for large- scale DNS on the desk-top supercomputer. In this DNS work, 8 GPUs were adopted. The num- ber of meshes of 6.7x107, which resulted in a non-dimensional mesh size of A~ = 1.41 for the whole solution domain. It took only 24 hours for the GPU-LBM solver to simulate 3 x l06 LBM steps. As a result, both the mean velocity and turbulent variables, such as Reynolds stress and velocity fluctuations, agree well with the results of Moser, et al. The capacity and validity of LBM in simulating turbulent flow are verified.

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期刊信息
  • 《应用数学和力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:重庆交通大学
  • 主办单位:重庆交通大学
  • 主编:钟万勰
  • 地址:重庆南岸区重庆交通大学90信箱
  • 邮编:400074
  • 邮箱:applmathmech@cqjtu.edu.cn
  • 电话:023-62652450
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0887
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1060/O3
  • 邮发代号:78-21
  • 获奖情况:
  • 国际工程索引(EI)收录期刊,我国力学类核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国数学评论(网络版),日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:8965