非结构有限体积CFD计算的网格重排序优化

作者：张勇; 张曦^*; 万云博; 何先耀; 赵钟; 卢宇彤

来源：计算机工程与科学, 2022, 44(10): 1721-1729.

DOI：10.3969/j.issn.1007-130X.2022.10.002

• 非结构网格
• 网格重排序
• GPU并行计算
• 计算流体力学
• 风雷软件

网格重排序是提升流体力学CPU和GPU并行计算效率的重要手段之一。对于非结构网格，由于其数据存储无规律，数据的间接访问会导致访存延迟，尤其是在GPU并行计算时，数据的间接访问将引起内存的非对齐访问，放大了访存延迟的影响。对此，采用Reverse Cuthill-Mckee网格重排序方法优化了非结构网格的数据局部性，并设计了一种面向编号重排序方法。算例测试表明，网格重排序不影响最终计算结果。对比分析了网格重排序对非结构求解器在CPU和GPU上的性能影响：对CPU计算，可以使部分热点函数运行时间降低约20%,整体运行时间降低15%～20%;对GPU计算，大部分热点函数运行时间可降低35%～60%,程序整体运行时间降低约40%。

• 单位
  中山大学; 中国空气动力研究与发展中心