基于GPU的颗粒离散元并行计算

摘要

大规模颗粒离散元计算在研究地质灾害的形成和发生时有重要的意义.本文基于颗粒离散元基本原理,借助CUDA编程平台实现了基于GPU的大规模颗粒离散元并行计算,包括颗粒与颗粒、颗粒与墙碰撞模型计算方法的并行化,计算的颗粒数目达到100万以上.系统通过优化并行计算模型和内存访问模式提高了计算速度和效率,在颗粒数目为5万时获得了最高36倍的计算加速比,并且加速比随颗粒数目的增加呈线性增加,进一步验证了GPU离散元计算的有效性、高效性和稳定性.本文的研究为下一步颗粒离散元大规模计算的工程应用提供了基础.