基于真实大规模复杂地形网格的浅水方程并行高阶分辨率求解
计算物理
2023-08-01 v1
摘要
浅水方程的求解在淹没研究中具有实际意义，且常需要非常大而稠密的网格以准确模拟河流流动。这些大网格常被分解为多个子域以实现并行处理。当这种分解过程用于分布式并行计算时，由于数值方法的空间依赖性，每个子域在模拟的每个时间步都需要交换一层或多层幽灵单元。在本文第一部分，我们展示了如何对大网格并行执行域分解与幽灵层生成过程，并展示了一种将所得子域及其所有发送/接收信息存储在单一 CGNS 网格文件中的新方法。幽灵层生成过程的性能在时间和内存方面于包含多达 7000 万单元的 2D 和 3D 网格上进行了研究。在论文第二部分，第一部分开发的程序被用于生成自然自由表面流研究中具有实际意义的大网格的域分解。我们使用自研的多 CPU 多 GPU（MPI+CUDA）求解器来展示多层幽灵单元对一阶 HLLC 以及二阶 WAF 和 MUSCL 方法执行时间的影响。最后，该并行求解器被用于在对 Montr\'eal 附近河流的真实大规模网格（1300 万单元，最多使用 32 个 GPU）上进行二阶分辨率求解。
引用
@article{arxiv.2307.16758,
title = {Parallel high-order resolution of the Shallow-water equations on real large-scale meshes with complex bathymetries},
author = {Vincent Delmas and Azzeddine Soulaïmani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.16758},
year = {2023}
}