基于GPGPU的Lattice-Boltzmann数值模拟算法  

Numerical Simulation Algorithm of Lattice-Boltzmann on GPGPU

作　　者：周季夫[1] 钟诚文[1] 尹世群[2] 解建飞[3] 张勇[4] 

机构地区：[1]西北工业大学高性能计算研究与发展中心 [2]西南大学计算机与信息科学学院 [3]西北工业大学翼型,叶栅空气动力学国防科技重点实验室 [4]中国人民解放军96215部队

出　　处：《计算机辅助设计与图形学学报》2008年第7期912-918,共7页Journal of Computer-Aided Design & Computer Graphics

基　　金：航空科学基金(20061453020);西北工业大学基础科学研究基金重点项目

摘　　要：对Lattice Boltzmann方法(LBM)在GPGPU下的建模和算法进行了一系列研究,使得该方法在GPU下的计算加速比提升,大大缩短计算过程的时间消耗.重新设计了GPU的计算流程,在舍弃pixel buffer离屏渲染的同时,采用最新的帧缓存对象,多重纹理、多通道渲染和乒乓技术来设计一套基于方腔的LBM数值模拟程序,最终使GPU的计算时间缩短到CPU计算时间的六分之一.A new algorithm on the numerical simulation of LBM （Lattice-Boltzmann method） based on GPGPU （General Purpose GPU） is studied in the paper. The method performs well for improving the computational efficiency on GPU and substantially reduces the time consumption of the calculation process. The computational procedure of GPU is redesigned based on the previous results. By removing the off-screen rendering on pixel-buffer, the modern technique of Frame Buffer Object, Multiple Textures, Multiple Channel Render and Ping Pang is adopted to code a new sort of numerical simulation procedure based on Lattice Boltzmann method for cavity flow. The test results indicated that the GPU-based implementation is faster than the CPU-based, with a factor of speedup in about 6.22 times.

关 键 词：基于图形处理器的通用计算 帧缓存扩展 多重渲染目标 Lattice-Boltzmann方法 反弹边界 乒乓技术 

分 类 号：TP391.9[自动化与计算机技术—计算机应用技术]