基于GPU并行计算的浅水波运动数值模拟

来源：计算力学学报杂志2016年第1期北京时间：

作者：许栋,徐彬,David PAyet,白玉川,及春宁

单位：天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室, 天津 300072,天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室, 天津 300072,天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室, 天津 300072,天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室, 天津 300072,天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室, 天津 300072

摘要：利用有限体积法求解描述水流运动的二维浅水方程组,模拟洪水波运动传播过程,并通过GPU并行计算技术对程序进行加速,建立了浅水运动高效模拟方法。数值模拟结果表明,基于本文提出的GPU并行策略以及通用并行计算架构(CUDA)支持,能够实现相比CPU单核心最高112倍的加速比,为利用单机实现快速洪水预测以及防灾减灾决策提供有效支撑。此外,对基于GPU并行计算的浅水模拟计算精度进行了论证,并对并行性能优化进行了分析。利用所建模型模拟了溃坝洪水在三维障碍物间的传播过程。

关键词：洪水波,二维浅水方程组,GPU并行计算,CUDA,

基金资助：国家自然科学基金(51579175,51379144);国家自然科学基金创新研究群体(51321065);天津市应用基础与前沿技术研究计划(12JCQNJC05600,12JCQNJC02600)资助项目.