期刊文献+

求解Boltzmann模型方程的气体运动论大规模并行算法 被引量:3

Massive Parallelization of Gas-kinetic Algorithm for Boltzmann Model Equation
下载PDF
导出
摘要 研究各流域三维流动问题的Boltzmann模型方程计算方法,建立直接求解分子速度分布函数的气体运动论耦合迭代数值格式;基于变量依赖关系、数据通信与并行可扩展性分析,使用区域分解并行化方法,建立气体运动论数值算法并行方案,发展求解各流域三维绕流问题的气体运动论并行算法.拟定高低不同马赫数下来自不同流域的三维球体及返回舱绕流算例,进行高性能Fortran(HPF)大规模并行计算,将计算结果与有关实验数据、相关理论预测等进行比较分析,研究揭示不同流区复杂绕流现象及流动机理.研究表明,所发展的气体运动论并行算法具有很好的并行独立性,基本达到线性加速的并行效果,显示出良好的并行可扩展性. In a numerical study of Bohzmann model equation, a gas-kinetic finite difference scheme with coupling and iteration is constructed to solve molecular velocity distribution function directly. The parallel strategy is established by using parallel technique of domain decomposition based on variable dependency relation, data communication and parallel expansibility. Gas-kinetic HPF (High Performance Fortran) parallel algorithm is developed to solve three-dimensional problems in various flow regimes. Hypersonic gas flows around a sphere and a spacecraft at various Knudsen numbers, Mach numbers and flying angles are computed at a high performance computer with massive scale HPF parallel. The computational results are in good agreement with experimental and theoretical ones. It is shown that the parallel speed-up increases approximately linearly with the numbers of processors. It indicates high parallel efficiency and expansibility with good load balance and data communication. It suggests that a gas-kinetic parallel algorithm on large scale can be used for three-dimensional complex hypersonic flow problems in various flow regimes.
出处 《计算物理》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期65-74,共10页 Chinese Journal of Computational Physics
基金 国家自然科学基金(90205009,10321002)资助项目
关键词 BOLTZMANN模型方程 速度分布函数 离散速度坐标法 有限差分方法 并行计算 Bohzmann-model equation velocity distribution function discrete velocity ordinate method finite difference scheme parallel computing
  • 相关文献

参考文献5

二级参考文献20

  • 1邓小刚,张涵信.NND格式的推广及在粘流计算中的应用[J].空气动力学学报,1994,12(2):121-129. 被引量:14
  • 2沈青.DSMC方法与稀薄气流计算的发展[J].力学进展,1996,26(1):1-13. 被引量:26
  • 3李志辉,吴振宇.阿波罗指令舱稀薄气体动力学特征的蒙特卡罗数值模拟[J].空气动力学学报,1996,14(2):230-233. 被引量:19
  • 4张涵信.无波动、无自由参数的耗散差分格式[J].空气动力学学报,1988,7(2):1431-165.
  • 5李志辉.从稀薄流到连续流的气体运动论统一数值算法研究[博士论文].中国空气动力研究与发展中心,2001..
  • 6华罗庚 王元.数学模型选谈[M].长沙:湖南教育出版社,1998..
  • 7李志辉 张涵信.稀薄流到连续流的气体运动论算法研究.第十届全国高超音速气动力(热)学术交流会论文集[M].-,1999.30-35.
  • 8张涵信 等.NND格式的推广及在年新粘性流计算中的应用[J].空气动力学学报,2000,12(2):121-129.
  • 9吕涛 等.区域分解算法一偏微分方程数值解新技术[M].科学出版社,1997..
  • 10.神威计算机系统技术资料(14):高性能Fortran语言程序设计指南[Z].国家并行计算机工程技术研究中心,1999,06..

共引文献45

同被引文献28

引证文献3

二级引证文献11

相关作者

内容加载中请稍等...

相关机构

内容加载中请稍等...

相关主题

内容加载中请稍等...

浏览历史

内容加载中请稍等...
;
使用帮助 返回顶部