Highly-scalable GPU-accelerated compressible reacting flow solver for modeling high-speed flows

计算机科学 解算器 可扩展性 图形处理单元的通用计算 并行计算 计算科学 线程(计算) 库达 泰坦(火箭家族) 超级计算机 绘图 航空航天工程 计算机图形学(图像) 工程类 程序设计语言 操作系统 数据库
作者
Ral Bielawski,Shivam Barwey,Supraj Prakash,Venkat Raman
出处
期刊:Computers & Fluids [Elsevier BV]
卷期号:265: 105972-105972 被引量:16
标识
DOI:10.1016/j.compfluid.2023.105972
摘要

Emerging supercomputing systems utilize a combination of central processing units (CPUs) and graphics processing units (GPUs) in an effort to reach exascale capabilities while minimizing the energy footprint of operating such systems. Such heterogeneous machines introduce new challenges for fluids solvers because the hardware architecture and operation of a GPU are fundamentally different from conventional CPUs. In this work, a general approach for efficient implementation of finite-volume based reacting flow solvers on such heterogeneous systems is presented. Three main challenges, namely, data access pattern, thread divergence, and thread safety, are addressed. Since compressible reacting flows require special methods to deal with chemical reactions, hyperbolic and nonlinear convection terms, and the presence of turbulence, specific algorithms that ensure GPU-based efficiency are developed. The approach is demonstrated on the widely available OpenFOAM open source software by modifying core algorithms for GPU accessibility. The scalability of the resulting solver, is demonstrated using practical test cases, including flow through a scramjet engine and the dynamics of a rotating detonation engine. The solver provides near-ideal scaleup on a large number of GPUs (>3000), and extremely efficient use of the GPUs, with throughput nearly a constant even when processing a large number of control volumes.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
学习要认真喽完成签到,获得积分10
2秒前
晚街听风完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
大师现在完成签到,获得积分10
7秒前
范慧晨发布了新的文献求助10
7秒前
黄可以完成签到,获得积分10
9秒前
大师现在发布了新的文献求助10
10秒前
12秒前
tomato完成签到,获得积分10
15秒前
小二郎应助大师现在采纳,获得10
16秒前
阅遍SCI完成签到,获得积分10
17秒前
19秒前
saturn发布了新的文献求助30
21秒前
理穆辛完成签到,获得积分10
24秒前
25秒前
tutututu发布了新的文献求助10
28秒前
tz107236发布了新的文献求助10
29秒前
cookie发布了新的文献求助10
30秒前
凭亿近人完成签到,获得积分10
31秒前
31秒前
Hemin发布了新的文献求助10
32秒前
齐半青完成签到,获得积分10
32秒前
FashionBoy应助178181采纳,获得10
32秒前
33秒前
gao完成签到,获得积分10
34秒前
qq发布了新的文献求助10
36秒前
范慧晨完成签到,获得积分10
36秒前
hob发布了新的文献求助10
36秒前
Chawee发布了新的文献求助10
39秒前
39秒前
赘婿应助tutututu采纳,获得10
39秒前
meixinhu完成签到,获得积分10
39秒前
123完成签到,获得积分10
40秒前
科研通AI2S应助tz107236采纳,获得10
40秒前
blchen2560完成签到,获得积分10
41秒前
41秒前
不懈奋进应助小魏采纳,获得30
42秒前
43秒前
小蘑菇应助hob采纳,获得10
45秒前
Lucas应助一二采纳,获得10
46秒前
高分求助中
(禁止应助)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Diagnostic Imaging: Pediatric Neuroradiology 2000
Semantics for Latin: An Introduction 1099
Biology of the Indian Stingless Bee: Tetragonula iridipennis Smith 1000
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 720
SPSS for Windows Step by Step: A Simple Study Guide and Reference, 17.0 Update (10th Edition) 500
Media as Procedures of Communication 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4134307
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3671137
关于积分的说明 11608023
捐赠科研通 3367265
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1849896
邀请新用户注册赠送积分活动 913451
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 828649