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Developing Extensible lattice-boltzmann Simulators for General-Purpose Graphics-Processing Units

Communications in Computational Physics 2013年第3期13卷 867-879页

作者： Stuart D.C.Walsh Martin O.Saar Lawrence Livermore National Laboratory LivermoreCaliforniaUSA Department of Earth Sciences University of MinnesotaMinneapolisMinnesotaUSA

lattice-boltzmann methods are versatile numerical modeling techniques capable of reproducing a wide variety of fluid-mechanical *** methods are well suited to parallel implementation,particularly on the single-instruction multiple data(SIMD)parallel processing environments found in computer graphics processing units(GPUs).Although recent programming tools dramatically improve the ease with which GPUbased applications can be written,the programming environment still lacks the flexibility available to more traditional CPU *** particular,it may be difficult to develop modular and extensible programs that require variable on-device functionality with current GPU *** paper describes a process of automatic code generation that overcomes these difficulties for lattice-boltzmann *** details the development of GPU-based modules for an extensible lattice-boltzmann simulation *** performance of the automatically generated code is compared to equivalent purpose written codes for both single-phase,multiphase,and multicomponent *** flexibility of the new method is demonstrated by simulating a rising,dissolving droplet moving through a porous medium with user generated lattice-boltzmann models and subroutines.

关键词： lattice-boltzmann methods graphics processing units computational fluid dynamics

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