应用多GPU的可压缩湍流并行计算

利用CUDA Fortran语言发展了基于图形处理器（GPU）的计算流体力学可压缩湍流求解器。该求解器基于结构网格有限体积法，空间离散采用AUSMPW＋格式，湍流模型为k－ωSST两方程模型，采用MPI实现并行计算。针对最新的GPU架构，讨论了通量计算的优化方法及GPU计算与PCIe数据传输、MPI通信重叠的多GPU并行算法。进行了超声速进气道及空天飞机等算例的数值模拟以验证GPU 在大网格量情况下的加速性能。计算结果表明：相对于Intel Xeon E5－2670 CPU 单一核心的计算时间，单块 NVIDIA GTX Titan Black GPU可获得107～125倍的加速比。利用四块GPU 实现了复杂外形1．34亿网格的快速计算，并行效率为91．6％。