直角坐标网格下DSMC方法的GPU并行研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5页 |
| 注释表 | 第11-12页 |
| 缩略词 | 第12-13页 |
| 第一章 绪论 | 第13-21页 |
| 1.1 研究背景 | 第13-15页 |
| 1.2 稀薄气体的求解历史 | 第15-18页 |
| 1.2.1 理论分析方法 | 第15-17页 |
| 1.2.2 数值计算方法 | 第17-18页 |
| 1.3 本文主要工作及特色 | 第18-21页 |
| 1.3.1 本文主要工作 | 第18-19页 |
| 1.3.2 本文主要特色 | 第19-21页 |
| 第二章 分子气体动力学理论 | 第21-37页 |
| 2.1 引言 | 第21-22页 |
| 2.2 速度分布函数 | 第22-23页 |
| 2.3 气体宏观量的表达 | 第23-26页 |
| 2.3.1 单组元气体 | 第23-25页 |
| 2.3.2 混合气体 | 第25-26页 |
| 2.4 二元弹性碰撞理论 | 第26-31页 |
| 2.4.1 碰撞后的速度求解 | 第26-30页 |
| 2.4.2 命中参数与碰撞截面 | 第30-31页 |
| 2.5 分子间作用势与碰撞模型 | 第31-36页 |
| 2.5.1 分子作用势 | 第31-32页 |
| 2.5.2 分子碰撞模型 | 第32-36页 |
| 2.6 本章小结 | 第36-37页 |
| 第三章 GPU与CUDA | 第37-43页 |
| 3.1 从图形处理到通用并行计算 | 第37-39页 |
| 3.2 CUDA：一种通用并行计算架构 | 第39-41页 |
| 3.3 加速潜力 | 第41-42页 |
| 3.3.1 强扩展性与阿姆达尔定律 | 第41页 |
| 3.3.2 弱扩展性与古斯塔夫森定律 | 第41-42页 |
| 3.4 本章小结 | 第42-43页 |
| 第四章 DSMC方法的GPU并行策略 | 第43-69页 |
| 4.1 并行计算流程 | 第43-44页 |
| 4.2 随机数 | 第44-47页 |
| 4.2.1 串行随机数生成器(CPU) | 第44页 |
| 4.2.2 并行随机数生成器(GPU) | 第44-47页 |
| 4.3 直角坐标网格 | 第47-55页 |
| 4.3.1 基于分离轴定理的相交检测 | 第47-49页 |
| 4.3.2 网格耦合方法 | 第49-53页 |
| 4.3.3 初始化方法 | 第53-55页 |
| 4.4 运动阶段 | 第55-59页 |
| 4.4.1 物面碰撞判断 | 第55-56页 |
| 4.4.2 物面碰撞反射模型 | 第56-57页 |
| 4.4.3 分子飞进流场的并行算法 | 第57-59页 |
| 4.5 内存整理和分子编码技术 | 第59-64页 |
| 4.5.1 内存整理技术 | 第59-61页 |
| 4.5.2 分子编码技术 | 第61-64页 |
| 4.6 分子碰撞模型的DSMC并行 | 第64-68页 |
| 4.6.1 硬球模型、VHS和VSS模型的实现 | 第64页 |
| 4.6.2 分子碰撞对的取样 | 第64-66页 |
| 4.6.3 分子碰撞的能量交换 | 第66-67页 |
| 4.6.4 并行方法 | 第67-68页 |
| 4.7 取样与后处理 | 第68页 |
| 4.8 本章小结 | 第68-69页 |
| 第五章 数值仿真算例 | 第69-75页 |
| 5.1 关于加速比 | 第69页 |
| 5.2 高超声速圆球绕流 | 第69-72页 |
| 5.3 阿波罗返回舱 | 第72-74页 |
| 5.4 本章小结 | 第74-75页 |
| 第六章 总结与展望 | 第75-77页 |
| 6.1 研究工作总结 | 第75-76页 |
| 6.2 未来工作展望 | 第76-77页 |
| 参考文献 | 第77-81页 |
| 致谢 | 第81-82页 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 | 第82页 |
