基于GPU的并行非结构网格生成技术研究.pdf

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1、机械设计与制造第2期184MachineryDesign&Manufacture2013年2月基于GPU的并行非结构网格生成技术研究齐龙，肖素梅，刘云楚，廖玲玲，蔡云龙(1．西南科技大学制造科学与工程学院，四川绵阳621010；2．中国空气动力研究与发展中心软件开发中心，四川绵阳621000)摘要：为了解决非结构网格生成在时间和内存上的问题，研究了非结构网格的并行生成方法，提出了一种基于CUDA架构的GPU并行非结构网格生成技术。该技术结合了GPU的高速并行性和并行Delaunay网格生成技术的优点，在CUDA编程框架下，将非结构网格生成的技

2、术应用到GPU并行环境中。通过分析此方法的加速比和效率，对其性能进行了评估。实验结果表明，所提出的方法具备有高效性，与传统方法相比，在保证网格质量的同时，大幅度减少了其时间消耗。关键词：非结构网格；网格并行生成；Delaunay三角化；GPU；加速比中图分类号：TH16；TP3l1文献标识码：A文章编号：1001—3997(2013)02—0184—03ResearchonParallelUnstructuredMeshGenerationTechnologyBasedonGPUQILong，XIAOSu-mei，LIUYun-chu，LIA

3、0Ling-ling，CAIYun-long(1．SchoolofManufacturingScienceandEngineering，SouthwestUniversityofScienceandTechnology，SichuanMianyang621010，China；2．ChinaAerodynamicsResearch＆DevelopmentCenter，SoftwareDevelopmentCenter，SichuanMianyang621000，China)Abstract：Inordertosolvetheproblemsof

4、unstructuredmeshgenerationtechnologyintimeandmemo~，theparallelgenerationmethodofunstructuredgridisresearched，andtheGPUunstructuredmeshgenerationtechnologybasedOfttheframeworkofCUDAisputforward．InCUDAprogrammingframework，unstructuredmeshgenerationtechnologyisappliedtoGPUpara

5、llelenvironment，Combiningthe衄-speedparallelGPUwithparalleldelaunaygenerationtechnology．Itspe~rmaneeisevaluatedbytheanalysisofthespeeduprateandefficiency．Accordingtotheexperimentalresuhs，thesuggestedmethodisof劬eficiency．Comparedwithtraditionalmethods，itgreatlyreducesthetimec

6、onsumptioninthesolnemeshquality．KeyWords：UnstructuredMesh；ParallelMeshGeneration；DelaunayTriangulation；GPU；Speed-UpRatio因此，并行网格生成技术的研究正是在这一背景下展开的。科1引言’研人员在1992年第一次利用阵面推进技术并行生成了网格H，它的在计算仿真中网格生成是至关重要的一步，需要优质的网不足之处在于：区域分裂后，相邻的子区域个数至少两个，且边界的格来准确捕捉复杂的物理现象ll_。如今的计算系统使我们解决了查找非常麻烦；

7、由于过多的相邻区域个数造成了后续网格生成过程具有数以千万节点网格的问题。然而，在单一的机器上生成如此中额外的通讯消耗，而且在这个过程中相邻子域之间还易形成空腔，大规模、高质量的网格，对于CPU时间和内存需求带来了挑战l生一定程度上降低了网格的质量。科研人员在1996年运用Delaunay的任务。相反，在一个并行环境中生成网格，就大大减少了大规模三角化法也并行生成了网格嘲，它解决了R．Lohner方法的负载不平网格生成所需要的时间。面对大规模工程及科学计算需求的日益衡的问题，但通讯消耗过大。另外，还可利用人工分区的方法来生成增长，至上个世纪九十

8、年代起，并行网格生成技术逐渐成为一个并行非结构网格，由于人工分区的局限性，这种方法只能适用于较为新的研究热点日。一方面，近五六十年来，研究序列化网格的生成简单的几何