使用间断 Galerkin 求解器 FLEXI 迈向 exascale CFD 模拟
分布式、并行与集群计算
2023-06-23 v1
摘要
现代高阶离散因具有高保真度以及高局部计算负载（可在大规模并行模拟中带来计算效率）而在 exascale 时代具有可观潜力。为此，间断 Galerkin (DG) 框架 FLEXI 被选中，用于在 exascale CFD 卓越中心 (CEEC) 内展示 exascale 就绪性，其通过对跨声速飞行条件下三维机翼段上的激波抖振进行模拟来实现。本文总结了为实现这一具挑战性的 exascale 问题模拟所取得的最新进展。为此，首先证明了 FLEXI 在 HLRS 的 HAWK 上可极好地扩展至超过 500,000 个 CPU 核。为应对近壁处可观的分辨率需求，提出了一种考虑可压缩性效应的新型壁面模型，并对 NACA 64A-110 翼型的模拟给出了良好结果。为处理计算域中的激波，在 FLEXI 中实现了基于有限体积的激波捕捉方法，此处通过超声速流动条件下线性压气机叶栅的模拟进行验证，表明该方法高效、鲁棒且准确。最后，我们提出 TensorFlow-Fortran-Binding (TFFB) 作为一个易于使用的库，用于在 FLEXI 等 Fortran 求解器中部署训练好的机器学习模型。
引用
@article{arxiv.2306.12891,
title = {Towards Exascale CFD Simulations Using the Discontinuous Galerkin Solver FLEXI},
author = {Marcel Blind and Min Gao and Daniel Kempf and Patrick Kopper and Marius Kurz and Anna Schwarz and Andrea Beck},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.12891},
year = {2023}
}
备注
15 pages, 5 figures