文档介绍：第卷第期工程热物理学报勺,
年月,
二维传热数值计算程序在图形卡上的实现
杨昆仑宋耀祖任建勋
清华大学航天航空学院, 北京
摘要本文针对通用图形处理器的特点, 对二维传热数值求解算法及三类不同边界条件间题在上的求
。
解进行了分析图形处理器是一种专用并行处理器, 主要用于三维场景渲染加速, 其结构和程序设计方式与完全不
同, 但却比具有更强的浮点运算能力和内存带宽随着图形处理器可编程特性的发展, 它已越来越超出原有的应用
范围, 向通用计算领域发展, 成为一个新的研究领域采用迭代, 能够在上实现二维导热方程的求解本文
在已有研究的基础上, 实现了二维导热计算的混合边界条件间题在上的求解方法, 通过计算时间的比较显示
在计算传热学中有良好应用前景
关键词导热数值计算图形处理器
中图分类号文献标识码文章编号一一一
一从互一
山〕, 动饰二奴巧, 伪
、
是、
,
,
。。
,
,
要
引言和个象素处理器‘, 高
。
端显卡甚至拥有个或更多象素处理器川在求
图形处理器是计算机图像卡的处理核心, 它是解一些偏微分方程时, 速度可以达到
一种专用并行处理器, 用于个人电脑及工作站中代替的到倍冈。下一代的图形处理器将有望实
。
中央处理器进行三维场景的渲染近年来, 现顶点与象素处理器的统一, 并将其集成数量提高
图像卡和图形处理器的发展日新月异, 正逐步超越到个。作为一种廉价而又强大的计算资源, 通
。
原有应用领域两大图形芯片厂商之一的用正引起人们广泛的兴趣, 在求解线性方程
最早开始用称呼他组, 二维导热方程和流体力学问题等方面
。
们的图形卡芯片, 并大力推广在图形处理以外的应都开展了相关研究但由于其专用处理器的不同架
用, 通用图形处理器的相关算法和科学构, 数据结构和内存访间的特殊限制, 及边界条件
。
计算中的应用成为一个新的研究领域处理的复杂性, 目前研究大都关注于游戏和虚拟场
当前能够提供有限的编程特性和位浮景中物理真实性的模拟, 在数值计算中的应用还
点精度, 主流显卡一般拥有个顶点处理器有待进一步的研究和探索。
收稿日期不一修订日期不一
作者简介杨昆仑一, 男, 河南周口人, 博士研究生, 主要从事对流强化换热的研究
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
工程热物理学报卷
模型离散方程为
乃、
, 几踢
从图像卡的固定管线发展而来主要针对外
游戏制作和虚拟现实等计算图形学应用, 其编程模
、、、
。其中的下标分别表示上下左右相
型与通用截然不同计算图形学算法有以下几
, 尸。
、、、邻节点下标表示当前节点
个特征算法密集高度并行控制简单多阶段执行
,
。第一类边界条件直接给出边界温度不需
以及前馈流水线等为满足上述算法的特踢
,
, 要在边界处进行求解和特殊处理在边界节点上直
点而设计是目前唯一廉价的商用可编程并行处理
。接赋值即可
器但它的传统应用领域决定了目前