一个高效的GPU加速高级上风旋转格子博尔兹曼流量解决器,用于模拟具有强冲击波的三维可压缩流
Yunhao Wang1,2, Qite Wang3, Yan Wang1,2
1College of Aerospace Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Yudao Street 29, Nanjing 210016, China.
本研究介绍了一种高效的图形处理单元 (GPU) 解决器,用于3D可压缩流,实现复杂模拟的高精度和稳定性. 新的基于WENO的上风旋转格子博尔兹曼流量溶解器 (WENO-URLBFS) 显著加速了计算.
科学领域:
- 计算流体动力学的流体动力学.
- 高性能计算 高性能计算
背景情况:
- 模拟三维 (3D) 压缩流需要准确和高效的数值方法.
- 现有的方法经常面临数值散射和稳定性的挑战,特别是复杂的流体特征.
研究的目的:
- 开发和验证GPU上的3D可压缩流的高效,高阶数值方案.
- 为了增强旋转格子博尔兹曼流量溶解器 (RLBFS),提高精度和减少散射.
主要方法:
- 在GPU上实现了一个基于WENO的上风旋转格子博尔兹曼流量溶解器 (WENO-URLBFS).
- 通过欧勒方程和应用加权流量分解,重新定义了接口触速.
- 在特征空间中利用WENO插值进行高准确度重建.
主要成果:
- 在密度扰动测试中证明了第五和第七阶的收.
- 与CPU相比,在GPU上实现了1208.27的最大加速度因子.
- 在具有冲击波和不连续性的具有挑战性的3D基准案例上验证了低分散性和高精度.
结论:
- 对于3D可压缩流程,WENO-URLBFS方案提供了高精度,低消散和优异的计算效率.
- 该GPU实现为复杂的流体模拟提供了显著的加速.
- 该方法适用于模拟具有强烈冲击波和不连续性的流动.
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