基于GPU并行计算的浅水波运动数值模拟

摘要

利用有限体积法求解描述水流运动的二维浅水方程组,模拟洪水波运动传播过程,并通过GPU并行计算技术对程序进行加速,建立了浅水运动高效模拟方法.数值模拟结果表明,基于本文提出的GPU并行策略以及通用并行计算架构(CUDA)支持,能够实现相比CPU单核心最高112倍的加速比,为利用单机实现快速洪水预测以及防灾减灾决策提供有效支撑.此外,对基于GPU并行计算的浅水模拟计算精度进行了论证,并对并行性能优化进行了分析.利用所建模型模拟了溃坝洪水在三维障碍物问的传播过程.