南京航空航天大学学报
南京航空航天大學學報
남경항공항천대학학보
JOURNAL OF NANJING UNIVERSITY OF AERONAUTICS & ASTRONAUTICS
2013年
4期
491-496
,共6页
实时%流体仿真%光滑粒子流体动力学%图形处理器
實時%流體倣真%光滑粒子流體動力學%圖形處理器
실시%류체방진%광활입자류체동역학%도형처리기
real-time%fluid simulation%smoothed particle hydrodynamics%graphic processing unit
精确的流体运动计算耗时且对计算环境要求高,一般只能用于离线计算分析任务.对于实时飞行器仿真等要求快速计算的场合,一般只能使用简化模型,精度低,且无法完整模拟实际情况.针对这一矛盾,依靠图形处理器(Graphic processing unit,GPU)的强大计算能力,给出了一套基于光滑粒子流体动力学(Smoothed parti-cle hydrodynamics,SPH)方法,并利用GPU实现全部计算的实时液体载荷计算方案.作为一种无网格流体力学方法,SPH保证了流体特性计算上的准确性.针对GPU平台大规模并行特性的优化,使得计算速度远远超过平常基于CPU的解算方案,最终达到实时交互的水平.与CFD软件OpenFOAM对同一工况仿真计算,实验结果表明,本方法能够获得精确的液体运动仿真结果,且每步计算所用时间小于仿真步长时间,达到实时水平,完全满足实时飞行器仿真系统对液体载荷子系统的动力学仿真要求.
精確的流體運動計算耗時且對計算環境要求高,一般隻能用于離線計算分析任務.對于實時飛行器倣真等要求快速計算的場閤,一般隻能使用簡化模型,精度低,且無法完整模擬實際情況.針對這一矛盾,依靠圖形處理器(Graphic processing unit,GPU)的彊大計算能力,給齣瞭一套基于光滑粒子流體動力學(Smoothed parti-cle hydrodynamics,SPH)方法,併利用GPU實現全部計算的實時液體載荷計算方案.作為一種無網格流體力學方法,SPH保證瞭流體特性計算上的準確性.針對GPU平檯大規模併行特性的優化,使得計算速度遠遠超過平常基于CPU的解算方案,最終達到實時交互的水平.與CFD軟件OpenFOAM對同一工況倣真計算,實驗結果錶明,本方法能夠穫得精確的液體運動倣真結果,且每步計算所用時間小于倣真步長時間,達到實時水平,完全滿足實時飛行器倣真繫統對液體載荷子繫統的動力學倣真要求.
정학적류체운동계산모시차대계산배경요구고,일반지능용우리선계산분석임무.대우실시비행기방진등요구쾌속계산적장합,일반지능사용간화모형,정도저,차무법완정모의실제정황.침대저일모순,의고도형처리기(Graphic processing unit,GPU)적강대계산능력,급출료일투기우광활입자류체동역학(Smoothed parti-cle hydrodynamics,SPH)방법,병이용GPU실현전부계산적실시액체재하계산방안.작위일충무망격류체역학방법,SPH보증료류체특성계산상적준학성.침대GPU평태대규모병행특성적우화,사득계산속도원원초과평상기우CPU적해산방안,최종체도실시교호적수평.여CFD연건OpenFOAM대동일공황방진계산,실험결과표명,본방법능구획득정학적액체운동방진결과,차매보계산소용시간소우방진보장시간,체도실시수평,완전만족실시비행기방진계통대액체재하자계통적동역학방진요구.
