[发明专利]基于GPU的湍流燃烧数值模拟并行加速实现方法

权利要求书

1.一种基于GPU的湍流燃烧数值模拟并行加速实现方法，其特征在于，通过设置GPU并行计算龙格-库塔方法的求解过程中的迭代部分，配合设置CPU进行计算过程的数据读取、数据输出以及计算流程控制，经加速运算后得到稳态的准确能量密度的分布和温度分布，从而实现对湍流燃烧问题的稳态数值模拟；

所述的龙格-库塔方法的求解过程为：[I-ha₁J(uⁿ)]k₁＝h{f(uⁿ)+g(uⁿ)}，[I-ha₂J(uⁿ)]k₂＝h{f(uⁿ+b₂₁k₁)+g(uⁿ+c₂₁k₁)}，uⁿ⁺¹＝uⁿ+ω₁k₁+ω₂k₂，其中：I为单位矩阵，J为非黏性项的雅可比矩阵，f和g分别为非黏性项和黏性项的通量，h为时间步长，a，b，c，ω为与精度和稳定性有关的常参数，迭代部分包括：循环计算黏性通量、非黏性通量以及化学反应数据，从而得到第一迭代系数k₁后刷新网格状态信息并重新计算黏性通量、非黏性通量以及化学反应数据，从而得到第二迭代系数k₂更新网格状态的迭代过程，直至稳态判断通过；

所述的数据读取包括：读入网格文件、边界条件以及参数文件并获取所有网格内的初始状态；

所述的初始状态包括：位置、速度、温度、压强、动量、动能；

所述的数据输出是指：将网格化后的计算域的状态数组输出至GPU；

所述的状态数组包括：位置、速度、温度、压强、动量、动能。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的计算流程控制包括：根据给定的并行数对计算域进行划分，给每个进程分配相应的计算域并把数据传输给对应进程；每个进程对各自计算域内的网格初始化，计算网格内部的温度和压强信息。