AFiD-GPU：面向GPU集群上壁面有界湍流的通用Navier-Stokes求解器
流体动力学
2018-07-04 v1
摘要
AFiD代码是一个不可压缩Navier-Stokes方程的开源求解器（{\color{blue}\burl{http://www.afid.eu}}），已被移植到GPU集群以处理大规模壁面有界湍流模拟。GPU移植使用CUDA Fortran完成，广泛使用了内核循环指令（CUF kernels），以使源代码尽可能接近原始CPU版本；仅少数例程被手动重写。一种新的转置方案，不仅限于GPU版本，还可普遍应用于任何使用铅笔分布式并行化的CFD代码，旨在改善泊松求解器的可扩展性，而泊松求解器是不可压缩求解器的主要瓶颈。对于大网格，GPU版本可将挂钟时间比CPU版本减少一个数量级。由于性能提升与内存高效使用，AFiD的GPU版本能够在热驱动壁面有界湍流中前所未有的参数范围内进行模拟。为验证代码准确性，模拟了湍流Rayleigh-B\'enard对流与平面Couette流，结果与先前文献中发表的实验和计算数据吻合良好。
引用
@article{arxiv.1705.01423,
title = {AFiD-GPU: a versatile Navier-Stokes Solver for Wall-Bounded Turbulent Flows on GPU Clusters},
author = {Xiaojue Zhu and Everett Phillips and Vamsi Spandan and John Donners and Gregory Ruetsch and Josh Romero and Rodolfo Ostilla-Mónico and Yantao Yang and Detlef Lohse and Roberto Verzicco and Massimiliano Fatica and Richard J. A. M. Stevens},
journal= {arXiv preprint arXiv:1705.01423},
year = {2018}
}
备注
33 pages, 8 figures, submitted