基于gpu加速的粒子法半隐式算法

Doboku Gakkai Ronbunshuu B Pub Date : 2010-01-01 DOI:10.2208/JSCEJB.66.217

H. Gotoh, Chiemi Hori, H. Ikari, Abbas Khayyer

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引用次数: 2

摘要

由于粒子法适用于追踪复杂的自由表面的变化，因此在水工程领域也显示出了其实用性，在海岸工程中也在推进数值波动水槽的应用。但由于计算负荷高，需要相应的硬件投资，这成为了一般使用的障碍。不过，将以图像处理为目的开发的GPU用于提高一般学术运算的速度的措施最近变得活跃起来。在本研究中，作为提高MPS法速度的手段之一，开发了基于CUDA的GPU并用代码。整理了实现高速化需要注意的事项，并进行了适合MPS法计算代码固有特性的移植。除了在内存配置上下功夫之外，为了提高GPU计算的效率，在计算核心的附近粒子搜索和压力的Poisson方程收敛计算方面进行了特别周密的研究。

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SEMI-IMPLICIT ALGORITHM OF PARTICLE METHOD ACCELERATED BY GPU

粒子法は複雑な自由表面の変化の追跡に適していることから，水工学分野でも有用性が示され，海岸工学においては数値波動水槽への応用も進められている．しかし計算負荷が高いため，ハードウェアへの相応の投資が必要となり，これが一般利用の障害となっている．ところで，画像処理目的に開発されてきたGPUを，一般的な学術演算の高速化に利用する取り組みが最近活発となっている．本研究では，MPS法を高速化する手段のひとつとして，CUDAによるGPU併用コードを開発した．高速化を達成するための留意点を整理し，MPS法計算コード固有の特性に適合するように移植を行った．メモリ配置の工夫に加えて，計算のコアとなる近傍粒子探索や圧力のPoisson方程式の収束計算については，GPU計算を効率化するため，特に綿密に検討した．

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