高可扩展格子Boltzmann方法  

Investigation of High Scalable Lattice Boltzmann Method

作　　者：徐磊[1] 刘智翔[2] 张承钿 李开泰[4] 张淼[5] 程攀[5] 郭猛 谢江[1] 张武[1] 

机构地区：[1]上海大学计算机工程与科学学院,上海200444 [2]上海大学通信与信息工程学院,上海200444 [3]汕头大学工学院,广东汕头515063 [4]西安交通大学理学院,陕西西安710049 [5]上海飞机设计研究院,上海201210 [6]国家超算济南中心,山东济南250101

出　　处：《航空计算技术》2017年第1期18-22,共5页Aeronautical Computing Technique

基　　金：国家自然科学基金重大研究计划培育项目资助(91330116)

摘　　要：格子Boltzmann方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)是计算流体力学中的一种常用方法。由于LBM中的格点仅与相邻的格点间存在数据传递,因此具有良好的并行性。LBM并行算法中的数值通信部分通常采用的是格点上的微观量——分布函数。每次传递的分布函数具有多个不同的速度方向,为了进一步减少LBM并行算法的通信开销,从格子Boltzmann方法的物理特性以及相应的串行程序为切入点,深层次地挖掘可并行的因子,设计了专门用于通信面的类,使用数量较少的宏观量进行通信,降低了通信所占的比重,缩短了通信时间,提高了加速比和效率。实验表明,在4 096个计算核上依然有良好的加速比和效率。Lattice Boltzmann method（LBM） is a commonly used method in computational fluid dynamics.Since the lattice points in LBM only have data transfer between neighboring lattice points,it has good parallelism.The microscopic（distribution function） is the main communication data in parallel algorithm of LBM.The distribution function has a plurality of different speed directions.In order to further reduce the communication overhead of the LBM parallel algorithm,combined with the physical characteristics of lattice Boltzmann method and serial program,deep-level mined parallel factor is presented.Acommunicationclass is designed by using to communication reducing the communication time and improving the speedup and efficiency.The experimental results show that the speedup and efficiency is also better through the experiments on 4,096 computing cores.

关 键 词：格子BOLTZMANN方法 并行计算 可扩展 MPI 

分 类 号：O246[理学—计算数学]