浸没边界-格子玻尔兹曼方法的GPU并行加速

作者：吴家阳; 熊智勇; 杨峰; 程永光

来源：中国科技论文, 2018, 13(05): 517-521.

• 中央处理器
• 流固耦合
• 浸没边界法
• 格子玻尔兹曼方法
• 平板绕流

为了高效地模拟大规模三维流固耦合问题,提出了一种在GPU平台上并行加速浸没边界-格子玻尔兹曼(immersed boundary-lattice Boltzmann,IB-LB)耦合方法的策略。为了验证准确性和加速效果,计算了不同攻角下的三维平板绕流问题,得到了与实验结果吻合良好的升力和阻力系数随攻角的变化规律,并发现GPU内核函数的性能均受制于带宽,且其带宽利用率均达到70%。为了展示计算能力,模拟了中等雷诺数下三维拍动平板的绕流问题,证明所提方法和加速策略在模拟大规模复杂流固耦合问题上的有效性。

• 单位
  中铁第四勘察设计院集团公司; 水资源与水电工程科学国家重点实验室; 武汉大学