面向上万核环境流体控制问题的全隐式全耦合可扩展算法

项目名称： 面向上万核环境流体控制问题的全隐式全耦合可扩展算法

项目编号： No.11201137

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 杨海建

作者单位： 湖南大学

项目金额： 22万元

中文摘要： 流体控制问题是计算流体力学(CFD)中的一类重要问题，在最优控制、工业大规模设计计算和流动机理的研究等方面有着广泛的应用，但是该类问题非线性程度高、精度要求高, 面向数千至上万核环境的可扩展并行算法和应用软件是该方向急需突破的瓶颈。在本项目中，我们拟针对计算流体力学中的具体应用，面向国产百万亿次、千万亿次级超级计算机，深入研究流体控制问题的大规模可扩展迭代算法和预条件子关键技术。在研究中，拟在应用领域选取具有代表性的Navier-Stokes方程组，结合Newton-Krylov类迭代法和区域分解的预条件子技术，重点研究非稳态不可压缩流控制问题的数值模拟，注重计算科学和计算机科学的学科交叉。通过研究，形成一套高可扩展迭代算法和预条件子框架，建立相应的收敛性理论，在国产百万亿次、千万亿次级超级计算机上高效实现上万核的可扩展性和数千万、近亿未知量规模以上的数值模拟，分析验证其有效性。

中文关键词： 流体控制问题；Newton-Krylov算法；区域分解；并行计算；并行可扩展性

英文摘要： Flow control problem, which is a class of important problems in computational fluid dynamics (CFD), has a wide range of applications such as optimal control, the design of large-scale industrial applications, and the research of flow mechanism. But the fl

英文关键词： Flow control problem；Newton-Krylov method；Domain decomposition；Parallel computing；Parallel scalability