Lattice-Boltzmann Simulationen auf mehreren GPUs

Abstract

In dieser Arbeit geht es um die Implementierung der Lattice-Boltzmann Methode auf mehreren Grafikkarten. Die Lattice-Boltzmann Methode ist eine bekannte und beliebte Methode um hydrodynamische Simulationen zu berechnen. Dabei wird der Raum durch ein Gitter diskretisiert und mittels einer Verteilungsdichtefunktion wird mit Populationen, die sich auf den Gittern bewegen, gerechnet. Als Grundlage dient dafür das Software Paket ESPResSo, das durch die vorgestellte Implementierung erweitert wird, und die Bibliothek P4EST, die für die Erstellung und Verwaltung eines Gitters, das auf Oktalbäumen basiert, genutzt wird. Das durch P4EST erstellte Gitter wird zusätzlich in Patches verfeinert, die dann auf den Grafikkarten durch einen CUDA-Code parallel bearbeitet werden. Die vorgestellte Implementierung nutzt das Message Passing Interface und ist dafür ausgerichtet auch auf großen Computern zu laufen und eine gute Skalierung zu erreichen.