面向超大规模并行模拟的LBM计算流体力学软件

摘要：

格子玻尔兹曼方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)是一种基于介观模拟尺度的计算流体力学方法,已被广泛用于理论研究和工程领域.提高LBM计算流体软件的并行模拟能力,是高性能计算及应用研究中的一项重要内容.该研究基于"神威?太湖之光"超级计算系统,设计并实现了一套高效扩展的LBM计算流体力学软件.针对国产众核处理器SW26010的架构,文中设计了以下几种提高SWLBM方针速度和可扩展性的多级并行技术,包括面向19点stencil的数据复用、碰撞过程向量化、主从异步并行通信计算隐藏等.基于以上并行优化方案,文中测试了高达56000亿网格的数值模拟,SWLBM软件持续浮点计算性能达到4.7PFlops,软件模拟速度提高了172倍.相比百万核心10000?10000?5000网格风场模拟,SWLBM整机千万核心的并行效率可达87％.测试结果表明,SWLBM有能力为工业应用提供实用的大规模并行模拟解决方案.

关键词：格子玻尔兹曼方法、SW26010、多级并行、并行优化

所属期刊栏目：47

分类号：TP391(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家重点研发计划2017YFB0203602

在线出版日期：2020-04-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：13-17