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《中国颗粒学会第七届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集》2010年
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单相流动直接数值模拟在GPU上的实现

王健  许明  陈飞国  葛蔚  李静海  
【摘要】:直接数值模拟(Direct Numerical Simulation,DNS)是最根本的计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法。该方法无需引入任何简化和近似,但计算量非常可观。在传统的基于中央处理器(Central Processing Unit,CPU)的计算机上,仅能求解Reynolds数较低或几何边界比较简单的湍流问题。而90年代发展起来的图形处理器(Graphic Processing Unit,GPU)的计算能力现已远高于CPU,具有性价比和计算密度高、能耗低等优势。本文基于交错网格的SIMPLE算法,利用CUDA(Compute Unified Device Architecture)技术进行了GPU上的直接数值模拟。将高雷诺数圆柱绕流作为研究实例(见图1),在NVIDIA GTX 295显卡的单个和四个GPU上的计算速度最高可分别达Intel Xeon 5430 CPU之单核的60和190倍,展示了采用GPU实现高精度大规模的复杂流动数值计算的前景。
【作者单位】:中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室
【分类号】:O35;TP391.41

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