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) 数据库 工程类 程序设计语言 操作系统
作者
Ral Bielawski,Shivam Barwey,Supraj Prakash,Venkat Raman
出处
期刊:Computers & Fluids [Elsevier]
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
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
草莓完成签到,获得积分10
刚刚
不喜欢写论文的乔巴完成签到,获得积分20
刚刚
科研通AI6.1应助子车雁开采纳,获得10
1秒前
完美世界应助自由的凛采纳,获得10
1秒前
3秒前
疯狂的可冥完成签到 ,获得积分10
3秒前
那小子真帅完成签到,获得积分10
3秒前
乐空思应助嗡嗡采纳,获得20
5秒前
ZZQ完成签到,获得积分10
6秒前
云中漫步完成签到,获得积分10
6秒前
pupi发布了新的文献求助10
6秒前
zhj完成签到,获得积分10
8秒前
糊涂的凡发布了新的文献求助10
8秒前
上官若男应助天娟采纳,获得10
9秒前
爱笑的大雁完成签到,获得积分10
9秒前
happyou完成签到,获得积分10
10秒前
隐形曼青应助野性的念之采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
Gakay发布了新的文献求助50
11秒前
高高的山兰完成签到 ,获得积分10
12秒前
灰度一十五关注了科研通微信公众号
13秒前
无极微光应助rejo1ce采纳,获得20
13秒前
丁叮叮发布了新的文献求助10
13秒前
一壶古酒应助Obliviate采纳,获得50
13秒前
自由的凛发布了新的文献求助10
13秒前
Akim应助健壮的芷容采纳,获得10
15秒前
15秒前
何必在乎发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
鱼鱼完成签到,获得积分10
18秒前
今天的云也很好看完成签到 ,获得积分10
18秒前
大模型应助大力的图图采纳,获得30
18秒前
pupi完成签到,获得积分10
18秒前
灰度一十五关注了科研通微信公众号
18秒前
li发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
充电宝应助何必在乎采纳,获得10
19秒前
xiaoma发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Propeller Design 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
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 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6015215
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7591401
关于积分的说明 16148147
捐赠科研通 5162889
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2764219
邀请新用户注册赠送积分活动 1744715
关于科研通互助平台的介绍 1634658