基于新一代神威超算的计算流体力学Palabos软件的并行优化

作     者：柳安军 殷洪辉 王利 刘智翔 孔博 郭猛 陈成敏 杨美红 LIU An-jun;YIN Hong-hui;WANG Li;LIU Zhi-xiang;KONG Bo;GUO Meng;CHEN Cheng-min;YANG Mei-hong

作者机构：齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省计算中心(国家超级计算济南中心)济南250014 济南超级计算技术研究院济南市高性能工业软件重点实验室济南251013 上海海洋大学信息学院上海201306 广东以色列理工学院广东汕头526100 

基　　金：国家重点研发计划(2018YFB0704002) 鳌山科技创新计划重大项目(2018ASKJ01) 山东省重大科技创新工程项目(2019JZZY010302) 山东省重点研发计划(国际科技合作)(2019GHZ018) 山东省博士后人才创新支持计划(SDBX2020018) 光合基金B(202107021062) 

出 版 物：《计算机科学》 (Computer Science)

年 卷 期：2022年第49卷第10期

页      码：66-73页

摘      要：Palabos软件是一款基于格子玻尔兹曼算法(Lattice Boltzmann Method, LBM)的计算流体力学软件,因其优异的计算能力被广泛用于多孔介质、自由界面、颗粒运动、血液流动等计算流体力学领域。Palabos软件广泛的用户需求使其迫切需要在神威超算上进行移植优化和并行加速,服务于能源、化工行业。文中在新一代神威超算(SW26010pro)上对Palabos软件进行异构并行设计,针对Palabos的数据结构和模块化编程不利于神威众核编程的问题,通过直接取址,设置字段标记处理多态导致的分支、数据切片处理等优化思路;并结合新一代神威超算的特性,使用共享内存和寄存器通信的优化技术,实现众核加速2~6倍。同时实现Palabos软件在新一代神威超算上的复杂化工过程多尺度计算方向上两相流算法的百万核心规模的并行计算,以6.4万核心的并行计算规模为基准,百万核心的并行效率大于40%。

主 题 词：众核化 模块化编程 Palabos 新一代神威超算 多相流 

学科分类：081203[081203] 08[工学] 0835[0835] 0812[工学-测绘类] 

D　O　I：10.11896/jsjkx.220100089

馆 藏 号：203114545...