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On The Acceleration of CFD Computations Using a GPU Approach

Daniel, Christian G. (2009):
On The Acceleration of CFD Computations Using a GPU Approach.
TU Darmstadt, [Bachelor Thesis]

Abstract

CFD computations are very important in the design process of new products that interact with fluids. But even on modern hardware, those computations are too time-consuming to be used constantly in the design process. In this work modern graphics hardware is tested in order to significantly speed up systems of linear equations computations with the goal to increase performance of CFD computations. This way, this work shows different ways of parallelizing existing algorithms (Jacobi, Gauss-Seidel, Conjugate Gradient) to be used in a GPGPU environment. The use of multiple GPUs is discussed as well as a basic rating system is introduced in order to improve load balancing between different devices. CFD Berechnungen sind essentieller Bestandteil neuer Entwicklungen die mit Flüssigkeiten interagieren müssen. Doch selbst mit moderner Hardware sind diese Berechnungen zu zeitaufwändig um an beliebigen Zeitpunkten des Entwicklungsprozesses eingesetzt zu werden. In dieser Arbeit wird die Rechenkraft moderner Graphikhardware getestet um Berechnungen von Gleichungssystemen zu beschleunigen mit dem Ziel die Leistung von CFD Berechnungen zu verbessern. Um dies zu erreichen zeigt diese Arbeit verschiedene Möglichkeiten auf wie bereits bekannte Algorithmen (Jacobi, Gauss- Seidel, Konjugierte Gradienten) modifiziert werden können um in einer GPGPU Umgebung effizient zu funktionieren. Ebenso wird die Nutzung von mehreren GPUs diskutiert wie auch ein grundlegendes Bewertungssystem zur Bewertung von verschieden Prozessortypen eingeführt um eine verbesserte Lastverteilung zwischen verschiedenen Prozessoren zu ermöglichen.

Item Type: Bachelor Thesis
Erschienen: 2009
Creators: Daniel, Christian G.
Title: On The Acceleration of CFD Computations Using a GPU Approach
Language: English
Abstract:

CFD computations are very important in the design process of new products that interact with fluids. But even on modern hardware, those computations are too time-consuming to be used constantly in the design process. In this work modern graphics hardware is tested in order to significantly speed up systems of linear equations computations with the goal to increase performance of CFD computations. This way, this work shows different ways of parallelizing existing algorithms (Jacobi, Gauss-Seidel, Conjugate Gradient) to be used in a GPGPU environment. The use of multiple GPUs is discussed as well as a basic rating system is introduced in order to improve load balancing between different devices. CFD Berechnungen sind essentieller Bestandteil neuer Entwicklungen die mit Flüssigkeiten interagieren müssen. Doch selbst mit moderner Hardware sind diese Berechnungen zu zeitaufwändig um an beliebigen Zeitpunkten des Entwicklungsprozesses eingesetzt zu werden. In dieser Arbeit wird die Rechenkraft moderner Graphikhardware getestet um Berechnungen von Gleichungssystemen zu beschleunigen mit dem Ziel die Leistung von CFD Berechnungen zu verbessern. Um dies zu erreichen zeigt diese Arbeit verschiedene Möglichkeiten auf wie bereits bekannte Algorithmen (Jacobi, Gauss- Seidel, Konjugierte Gradienten) modifiziert werden können um in einer GPGPU Umgebung effizient zu funktionieren. Ebenso wird die Nutzung von mehreren GPUs diskutiert wie auch ein grundlegendes Bewertungssystem zur Bewertung von verschieden Prozessortypen eingeführt um eine verbesserte Lastverteilung zwischen verschiedenen Prozessoren zu ermöglichen.

Uncontrolled Keywords: Computational fluid dynamics (CFD), General Purpose Computation on Graphics Processing Unit (GPGPU), Realtime computer simulation, High performance computing
Divisions: 20 Department of Computer Science
20 Department of Computer Science > Interactive Graphics Systems
Date Deposited: 12 Nov 2018 11:16
Additional Information:

62 p.

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