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J-GLOBAL ID：201202218829050105   整理番号：12A0715945

GPUとハイブリッド陽的/陰的ODE統合を使用した高次元燃焼シミュレーションの加速

Accelerating multi-dimensional combustion simulations using GPU and hybrid explicit/implicit ODE integration

著者 (4件)： SHI Yu (Dep. of Chemical Engineering, Massachusetts Inst. of Technol., Cambridge, MA 02139, USA) ,  GREEN William H. (Dep. of Chemical Engineering, Massachusetts Inst. of Technol., Cambridge, MA 02139, USA) ,  WONG Hsi-wu (Aerodyne Res. Inc., Billerica, MA 01821, USA) ,  OLUWOLE Oluwayemisi O. (Aerodyne Res. Inc., Billerica, MA 01821, USA)
資料名： Combustion and Flame  (Combustion and Flame)
巻： 159  号： 7  ページ： 2388-2397  発行年： 2012年07月 
JST資料番号： C0104A  ISSN： 0010-2180  CODEN： CBFMAO  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 詳細な反応速度論による多次元燃焼のシミュレーションは,各グローバル時間ステップにおいて多数の常微分方程式(ODE)問題を解くことをしばしば必要とした。本論文では,高次元燃焼シミュレーションにおいてODE統合を加速する現代的なグラフィックスプロセッシングユニット(GPU)の並列アーキテクチャを活用する,CHEMEQ2-GPU-新しい陽的で硬いOEDソルバ(既存のCHEMEQ2ソルバに基づく)を導入した。また,著者等は,さらなる高速化のためにコプロセッサとしてCPUとGPUの効率的な適用も示した。動的負荷分散方式を用いて,CPUベースの陰的ソルバDVODEまたはCHEMEQ2-GPUのどちらかにすべての格子点に渡る反応速度論OED統合を割り当てた。著者等は,予混合圧縮着火(HCCI)エンジンの3次元シミュレーションにおいてCHEMEQ2-GPUとハイブリッドアプローチを示した。テストケースは,2つの異なるn-ヘプタン反応機構(大きな詳細モデルと小さな骨格モデル)および3つの異なるメッシュサイズを適用した。エンジンシミュレーションをKIVA-CHEMKINを用いて行った。CHEMEQ2は,同等の予測精度でDVODEより約2~3倍速かった。プロセッサ数によるシミュレーション時間の理想的な線形スケーリングを仮定すると,Tesla C2050 GPU上でのCHEMEQ2-GPUの速度は,最も細かいメッシュに対して約13並列2.8GHzのCPUプロセッサ上で実行されるCHEMEQ2と同等であった;そして,ハイブリッドソルバアプローチは,約15のCPUプロセッサ上でのCHEMEQ2と同等であった。要約すると,CHEMEQ2-GPUは,14並列CPUプロセッサ(試験した最も細かいメッシュに対して)の追加の計算パワーを与え,ハイブリッドソルバアプローチは,燃焼シミュレーションのための既存のCPUコアにこれらの追加のコプロセッサを効率的に適用する方法を示した。この研究は,特にCPU/GPUの負荷分散アルゴリズムにおいて一層の発展の機会を提供した。Copyright 2012 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.

シソーラス用語： *シミュレーション ,  高次元 ,  *マイクロプロセッサ ,  計算機アーキテクチャ ,  反応速度論 ,  応用プログラム ,  *モデリング ,  並列演算 ,  負荷分散 ,  常微分方程式 ,  コプロセッサ ,  中央処理装置 ,  プログラミング環境 ,  計算機処理速度 ,  アルカン ,  CUDA ,  *GPU【プロセッサ】 ,  ソルバ ,  *燃焼シミュレーション ,  並列アーキテクチャ ,  圧縮着火機関 ,  均一予混合圧縮着火エンジン
準シソーラス用語： 圧縮点火機関 ,  CPU【計算機】 ,  HCCIエンジン ,  *グラフィックスプロセッシングユニット

分類 (3件)： 燃焼理論  (XE04020H) ,  数値計算  (JE02000J) ,  反応工学,反応速度論  (XE01020M)

物質索引 (1件)： n-ヘプタン

タイトルに関連する用語 (5件)： GPU ,  統合 ,  高次元 ,  燃焼シミュレーション ,  加速