| 摘要 | 第8-9页 |
| Abstract | 第9-10页 |
| 第1章 绪论 | 第13-21页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第13-15页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第15-19页 |
| 1.2.1 相场法模拟研究进展 | 第15-17页 |
| 1.2.2 高性能计算在相场法模拟中的研究现状 | 第17-19页 |
| 1.3 本文主要研究内容 | 第19-20页 |
| 1.4 本文结构安排 | 第20-21页 |
| 第2章 共晶相场耦合流场模型的建立 | 第21-34页 |
| 2.1 共晶凝固原理 | 第21-22页 |
| 2.2 相场模型及方程 | 第22-26页 |
| 2.2.1 共晶多相场模型 | 第22-23页 |
| 2.2.2 共晶相场控制方程 | 第23-25页 |
| 2.2.3 共晶溶质场控制方程 | 第25-26页 |
| 2.3 流场模型及方程 | 第26-30页 |
| 2.3.1 流场模型 | 第26-27页 |
| 2.3.2 格子Boltzmann方程的演化过程 | 第27-29页 |
| 2.3.3 流场控制方程 | 第29-30页 |
| 2.4 PF-LBM模型及方程 | 第30页 |
| 2.5 控制方程的离散 | 第30-33页 |
| 2.5.1 相场控制方程的离散 | 第31-32页 |
| 2.5.2 溶质场控制方程的离散 | 第32-33页 |
| 2.6 本章小结 | 第33-34页 |
| 第3章 OpenCL异构并行计算 | 第34-44页 |
| 3.1 异构并行计算概念 | 第34-35页 |
| 3.1.1 并行计算 | 第34页 |
| 3.1.2 异构结构 | 第34-35页 |
| 3.2 异构并行计算设备 | 第35-36页 |
| 3.3 OpenCL编程模型简介 | 第36-41页 |
| 3.3.1 OpenCL平台模型 | 第36-37页 |
| 3.3.2 OpenCL执行模型 | 第37-39页 |
| 3.3.3 OpenCL存储器模型 | 第39页 |
| 3.3.4 OpenCL编程模型 | 第39-41页 |
| 3.4 OpenCL框架 | 第41-43页 |
| 3.4.1 OpenCL平台API | 第41-42页 |
| 3.4.2 OpenCL运行API | 第42页 |
| 3.4.3 内核编程语言 | 第42-43页 |
| 3.5 本章小节 | 第43-44页 |
| 第4章 基于OpenCL并行算法的设计与实现 | 第44-54页 |
| 4.1 串行算法耗时分析 | 第44-45页 |
| 4.2 可并行性分析 | 第45-46页 |
| 4.3 并行算法设计 | 第46-48页 |
| 4.3.1 计算区域划分 | 第46-47页 |
| 4.3.2 内核函数设计 | 第47-48页 |
| 4.3.3 总体框架设计 | 第48页 |
| 4.4 并行算法实现 | 第48-49页 |
| 4.5 并行算法优化 | 第49-53页 |
| 4.5.1 负载均衡优化 | 第50-52页 |
| 4.5.2 数据传输优化 | 第52页 |
| 4.5.3 存储器访存优化 | 第52-53页 |
| 4.6 本章小结 | 第53-54页 |
| 第5章 模拟结果及并行化分析 | 第54-64页 |
| 5.1 合金系统设置 | 第54页 |
| 5.2 合金物性参数 | 第54-55页 |
| 5.3 模拟实验环境 | 第55-56页 |
| 5.4 模拟结果分析 | 第56-60页 |
| 5.4.1 三维共晶相场及溶质场 | 第56-59页 |
| 5.4.2 对流对共晶生长形貌及溶质分布的影响 | 第59-60页 |
| 5.5 计算效率及分析 | 第60-63页 |
| 5.5.1 NVIDIA平台模拟时间对比 | 第60-61页 |
| 5.5.2 NVIDIA平台并行算法优化前后加速比 | 第61-62页 |
| 5.5.3 AMD平台并行算法测试 | 第62-63页 |
| 5.6 本章小结 | 第63-64页 |
| 总结与展望 | 第64-65页 |
| 参考文献 | 第65-70页 |
| 致谢 | 第70-71页 |
| 附录A 攻读硕士期间所发表的论文 | 第71-72页 |
| 附录B 攻读硕士学位期间所参与的科研项目 | 第72页 |