DLBFoam：OpenFOAM中用于快速反应流模拟的开源动态负载均衡模型
流体动力学
2021-06-29 v3 数值分析
数值分析
计算物理
摘要
计算负载不平衡是利用直接积分化学动力学进行多处理器反应流模拟中一个众所周知的性能问题。我们引入一个名为DLBFoam的开源动态负载均衡模型，以在OpenFOAM（一个用于计算流体动力学(CFD)的开源C++库）中解决该问题。由于反应流求解器中普遍采用的算子分裂做法，化学可在每个计算单元内作为独立的刚性常微分方程(ODE)系统处理。由于化学动力学高度非线性的特性，ODE积分器收敛速率可能出现较大差异，导致多处理器配置间高度负载不平衡。然而，化学ODE系统的独立性导致了一个可在流动求解过程中轻松并行化的问题（文献中称为易并行问题）。所提模型利用此特性，在可用资源间均衡化学负载。此外，利用参考映射模型进一步加速模拟。当DLBFoam同时启用这两项特性时，反应流基准案例报告了10倍的加速。据我们所知，该模型是文献中首个开源的化学负载均衡实现。
引用
@article{arxiv.2011.07978,
title = {DLBFoam: An open-source dynamic load balancing model for fast reacting flow simulations in OpenFOAM},
author = {Bulut Tekgül and Petteri Peltonen and Heikki Kahila and Ossi Kaario and Ville Vuorinen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.07978},
year = {2021}
}
备注
30 pages, published version in Elsevier