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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 발행연도
- 2014
- 저작권
- 서울대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수3
이 논문의 연구 히스토리 (3)
2014
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본 논문에서는 GPU를 이용하여 고차 정확도 수치기법 기반의 압축성 유동 해석을 효율적으로 계산하는 연구에 대해 다루고 있다. 불연속 갤러킨 방법과 correction procedure via reconstruction(CPR) 방법과 같은 고차 정확도 수치기법은 계산의 정밀도를 높이기 위해 격자 내부를 여러 기저함수의 합으로 표현하고 이를 갱신한다. 이로 인해 비정렬 격자계에 대하여 좁은 계산 스텐실로도 임의의 고차 정확도를 얻을 수 있지만, 기존에 널리 사용되던 유한체적법에 비해 격자당 계산량이 크게 증가한다. CPU와 달리 GPU는 수백∼수천 개의 코어(계산 단위)를 가지고 있어 고차 정확도 수치기법 기반의 압축성 유동 해석 알고리즘을 효율적으로 병렬 처리할 수 있고 계산시간을 크게 단축시킬 수 있다. 충격파 부근 유동의 수치 진동을 없애기 위해 다차원 공간 제한기법을 적용했으며, 이 역시 GPU를 이용하여 효율적으로 구현되었다. NVIDIA에서 제공한 CUDA 라이브러리를 이용해 데이터 병렬성이 보장되는 GPU 계산이 가능한 프로그램을 작성하고 GPU의 내부 구조를 고려하여 최적화하였다. 완성된 프로그램으로 GPU 환경에서 다양한 압축성 유동 현상을 해석하고 기존 CPU 환경의 순차 및 병렬 해석 프로그램과 계산시간을 비교하여 효율성을 확인하였다.
목차
목차초록 i목차 ii그림 목차 iv표 목차 vi제 1 장 서 론 11.1 고차 정확도 CFD 수치기법 11.2 GPU 계산 2제 2 장 지배방정식 및 수치기법 52.1 지배방정식 52.2 고차 정확도 CFD 수치기법 62.2.1 불연속 갤러킨 방법(DG 방법) 62.2.2 Correction Procedure via Reconstruction(CPR) 방법 72.2.3 수치 플럭스 함수 92.3 시간 적분법 102.4 공간 제한기법 122.4.1 다차원 공간 제한기법(MLP) 12제 3 장 CUDA 프로그래밍을 이용한 GPU 계산 163.1 GPU 하드웨어와 CUDA 프로그램 163.2 CUDA 프로그램 최적화 193.2.1 데이터 구조와 알고리즘(Algorithm) 측면 203.2.2 GPU 메모리 측면 213.3 MLP가 적용된 고차 정확도 수치기법의 CUDA 기반 유동 해석자 구현 233.3.1 불연속 갤러킨 방법 233.3.2 CPR 방법 253.3.3 다차원 공간 제한기법 263.3.4 CUDA 기반 유동 해석자의 구성 및 특징 26제 4 장 수치 실험 결과 304.1 Convergence study 304.2 Schardin 문제 354.3 이중 마하파 반사(Double Mach reflection) 문제 374.4 3차원 폭발 문제 38제 5 장 결 론 43Abstract 49
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