基于面向对象对CUDA架构的LBM计算程序优化

韦华健, 张乾毅, 张静静, 李华兵

桂林电子科技大学学报 ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (06) : 579-584. DOI: 10.16725/j.1673-808X.2021452

基于面向对象对CUDA架构的LBM计算程序优化

  • 韦华健, 张乾毅, 张静静, 李华兵
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摘要

晶格玻尔兹曼方法 (LBM)是一种新颖而有前途的计算流体力学方法,从算法的角度看,其迭代过程能被分化为多个子问题的并行程序,非常适合在高性能图像处理器(GPU)计算,获得极快的数据处理速度,同时有大量工作报告了基于GPU计算的LBM方法得到了高效实现。程序环境以C++编程语言,运用面向对象思想优化CUDA程序结构,可减少程序的耦合性,赋予程序的可持续发展能力;使用Poiseuille flow模型验证优化程序的稳定性与准确性。在程序运行过程中,调用CUDA内核函数来处理模型内的碰撞、迁徙流动、计算宏观量的迭代过程,同时使用共享内存储存GPU运行时的数据,以提高计算效率。数据分析结果表明,计算速度较中央处理器(CPU)提升了70倍,这归功于GPU高性能的并行计算能力。

关键词

晶格玻尔兹曼方法 / 面向对象 / Poiseuille flow模型 / CUDA

中图分类号

O35 / TP332

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韦华健, 张乾毅, 张静静, 李华兵. 基于面向对象对CUDA架构的LBM计算程序优化. 桂林电子科技大学学报. 2024, 44(06): 579-584 https://doi.org/10.16725/j.1673-808X.2021452

基金

国家自然科学基金(11362005)

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