| 摘要 | 第8-9页 |
| Abstract | 第9-10页 |
| 第1章 绪论 | 第14-20页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第14-15页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第15-17页 |
| 1.2.1 多场耦合的相场模型研究现状 | 第15-16页 |
| 1.2.2 高性能计算求解相场模型的研究现状 | 第16-17页 |
| 1.3 本文主要研究内容 | 第17-18页 |
| 1.4 本文结构安排 | 第18-20页 |
| 第2章 基于Multi-GPU并行计算方法概述 | 第20-31页 |
| 2.1 高性能并行计算概述 | 第20-24页 |
| 2.1.1 高性能计算简介 | 第20-21页 |
| 2.1.2 并行计算基本原理 | 第21-24页 |
| 2.2 基于CUDA的并行计算 | 第24-28页 |
| 2.2.1 GPU并行编程简介 | 第24-25页 |
| 2.2.2 CUDA编程模式 | 第25-26页 |
| 2.2.3 CUDA线程层次 | 第26-27页 |
| 2.2.4 CUDA存储器组织 | 第27-28页 |
| 2.3 基于Multi-GPU并行计算方法 | 第28-30页 |
| 2.3.1 多节点CPU+GPU异构协同计算模型 | 第28-29页 |
| 2.3.2 Multi-GPU并行实现方案 | 第29-30页 |
| 2.4 本章小结 | 第30-31页 |
| 第3章 多场耦合相场模型 | 第31-38页 |
| 3.1 相场模型 | 第31-34页 |
| 3.1.1 相场法基本原理 | 第31-32页 |
| 3.1.2 二元合金相场模型 | 第32-34页 |
| 3.2 LBM流场模型 | 第34-36页 |
| 3.2.1 LBM方程的演化 | 第34-35页 |
| 3.2.2 D3Q19的LBM模型 | 第35-36页 |
| 3.3 多场耦合的PF-LBM模型 | 第36-37页 |
| 3.3.1 溶质场、流场耦合相场模型 | 第36-37页 |
| 3.3.2 溶质场、温度场耦合相场模型 | 第37页 |
| 3.3.3 流场、溶质场、温度场耦合相场模型 | 第37页 |
| 3.4 本章小结 | 第37-38页 |
| 第4章 模型的Multi-GPU并行实现及优化 | 第38-52页 |
| 4.1 PF-LBM模型的Multi-GPU并行实现 | 第38-42页 |
| 4.1.1 Multi-GPU并行的CUDA+MPI架构 | 第38-39页 |
| 4.1.2 Multi-GPU并行的计算空间划分 | 第39-40页 |
| 4.1.3 GPU间的MPI通信模型 | 第40-42页 |
| 4.2 CPU-GPU计算模型 | 第42-44页 |
| 4.2.1 CPU-GPU计算模型空间划分 | 第42-43页 |
| 4.2.2 CPU-GPU计算模型时序分析 | 第43-44页 |
| 4.3 非阻塞MPI通信优化 | 第44-48页 |
| 4.3.1 MPI通信机制简介 | 第44-46页 |
| 4.3.2 M-GPU计算模型实现 | 第46-48页 |
| 4.4 GPU计算与MPI通信重叠优化 | 第48-50页 |
| 4.4.1 CB-GPU计算模型空间划分 | 第48-49页 |
| 4.4.2 CB-GPU计算模型时序分析 | 第49-50页 |
| 4.5 多场耦合PF-LBM模型的CUDA+MPI实现 | 第50-51页 |
| 4.6 本章小结 | 第51-52页 |
| 第5章 基于Multi-GPU计算的模拟结果及分析 | 第52-62页 |
| 5.1 模拟实验环境 | 第52页 |
| 5.2 实验参数和初始值设置 | 第52-54页 |
| 5.2.1 物性参数 | 第52-53页 |
| 5.2.2 LBM流场参数设置 | 第53页 |
| 5.2.3 时间与空间步长设置 | 第53页 |
| 5.2.4 初始条件与边界条件设置 | 第53-54页 |
| 5.3 PF-LBM相场模拟结果 | 第54-57页 |
| 5.3.1 耦合溶质场、温度场的相场模拟结果 | 第54-56页 |
| 5.3.2 耦合流场的PF-LBM相场模拟结果 | 第56-57页 |
| 5.4 Only-GPU计算模型的计算效率分析 | 第57-60页 |
| 5.4.1 三维相场模型的计算效率分析 | 第57-59页 |
| 5.4.2 PF-LBM三维相场模型的计算效率分析 | 第59-60页 |
| 5.5 不同Multi-GPU计算模型加速效果分析 | 第60-61页 |
| 5.6 本章小结 | 第61-62页 |
| 总结与展望 | 第62-64页 |
| 参考文献 | 第64-69页 |
| 致谢 | 第69-70页 |
| 附录A 攻读硕士期间所发表的论文 | 第70-71页 |
| 附录B 攻读硕士学位期间所参与的科研项目 | 第71页 |
