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  1. NTU Theses and Dissertations Repository
  2. 理學院
  3. 天文物理研究所
請用此 Handle URI 來引用此文件: http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/44502
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DC 欄位值語言
dc.contributor.advisor闕志鴻
dc.contributor.authorShang-Sian Wuen
dc.contributor.author吳尚憲zh_TW
dc.date.accessioned2021-06-15T03:01:33Z-
dc.date.available2009-08-06
dc.date.copyright2009-08-06
dc.date.issued2009
dc.date.submitted2009-07-30
dc.identifier.citation[1] M.J. Berger, J. Oliger, Adaptive Mesh Refinement for Hyperbolic Partial Differential Equations, Journal of Computational Physics, Volume 53, 484-512, 1984.
[2] http://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/2_1/toolkit/docs/NVIDIA_CUDA_Programming_Guide_2.1.pdf
[3] P. MacNeice, K. M. Olson, C. Mobarry, R. deFainchtein, and C. Packer, 'PARAMESH : A Parallel Adaptive Mesh Refinement Community Toolkit', Computer Physics Communications, Volume 126, 330-354, 2000.
[4] Sagan, Hans, 'Space-Filling Curves, Springer-Verlag', MR1299533, ISBN 0387942653, 1994.
[5] G. Peano, 'Sur une courbe, qui remplit toute une aire plane', Mathematische Annalen vol. 36 (1): 157–160, 1890.
[6] G. M. Morton, 'A computer Oriented Geodetic Data Base; and a New Technique in File Sequencing', Technical Report, Ottawa, Canada: IBM Ltd.
[7] D. Hilbert, ' Über die stetige abbildung einer linie auf flächenstück', Mathematische Annalen vol. 38: 459–460, 1891.
[8] Y. Aoyama, J. Nakano, 'RS/6000 SP: Practical MPI Programming', ITSO, 1999.
[9] B. Fryxell, et al. 2000, ApJS, 131, 273.
[10] Alexander V. Shirokov, 'Scalable Parallel Simulation of Small-Scale Structures in Cold Dark Matter', Thesis (Ph. D.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Physics, 2005.
[11] Yu Chih Tsai, 'Adaptive Mesh Refinement Fluid Simulation with Ultra-fast Graphic Processing Units', Thesis (Master)—National Taiwan University, Graduate Institute of Astrophysics, 2008.
[12] Hy Trac, Ue-Li Pen, 'A Primer on Eulerian Computational Fluid Dynamics for Astrophysics', The Astronomical Society of the Pacific, Volume 115, 303-321, 2003.
[13] Hsi-Yu Schive, Yu-Chih Tsai, Tzihong Chiueh, 'GAMER: a GPU-Accelerated Adaptive Mesh Refinement Code for Astrophysics', arXiv : 0907.3390, 2009.
dc.identifier.urihttp://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/44502-
dc.description.abstract自適應網格精緻化(Adaptive Mesh Refinement, AMR)是一個當計算誤差變大時,將網格動態調配得更細密以達到更高精確度的一個模擬方法。為了獲得更大的效能及速率,本實驗室發展出一個以高速圖形計算核心(Graphic Processing Units, GPU)加速運算,且各台平行電腦負責相同且固定大小物理空間的AMR平行程式GAMER(GPU-accelerated, Adaptive-MEsh-Refinement code)。但使用GAMER時,不同的模擬條件卻可能令各台電腦的運算量負載不平衡(load imbalance),造成總體計算效能降低。本論文利用空間填充曲線(Space-filling Curve, SC)來規劃,重新定義每台電腦所應負責的區域,達到各台平行電腦的負載平衡,且各台電腦負責區域內的相鄰網格因SC而有空間性緊密相關的特性,降低網路溝通造成的損耗,提供比以往AMR平行模擬更高的效能。zh_TW
dc.description.abstractAdaptive Mesh Refinement (AMR) is an idea of saving computing resources. In many cases, the most important flow features occupy only small regions in the computational domain. AMR can recursively refine grids when errors grow and remove the fine grids when coarser grids provide enough accuracy.
GAMER (GPU-accelerated, Adaptive-MEsh-Refinement code) is a parallel AMR program using Graphic Processing Units (GPU). Simulations using GAMER can frequently create problems that reduce the computational performance due to load imbalance.
In this thesis, I use Space-filling Curve (SC) which has high locality in any neighborhood to redistribute the computational loads in each node in a parallel cluster. It makes loads balanced in parallel computation and offers better performance than otherwise.
en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2021-06-15T03:01:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1
ntu-98-R94244007-1.pdf: 3369904 bytes, checksum: 389eb3bda0ba796f4ad792276233f071 (MD5)
Previous issue date: 2009
en
dc.description.tableofcontents致謝 ………………………………………………………………… i
中文摘要 …………………………………………………………… ii
英文摘要 ……………….…………………………………………... iii
目錄 ……………………………………………………………….. iv
圖目錄 ……………………………………………………………... vi
表目錄 …………………………………………………………….. viii
第一章 緒論 …………………………………………………….. 1
第二章 原理簡介 ……………………………………………… 3
2.1 GPU ………………………………………………… 3
2.2 自適應網格調變 …………………………………..... . 8
2.2.1 基本架構 ……………………………………… 8
2.2.2 演化流程 ……………………………………… 11
2.2.2.1 Individual Timestep …………………...... .... 11
2.2.2.2 Shared Timestep ……………………….…... . 12
2.2.3 GAMER平行原理 ……………………………… 13
2.3 空間填充曲線 ……………………………………… 15
2.3.1 Peano Curve …………………………………… 15
2.3.2 Z-order Curve …………………………………… 16
2.3.3 Hilbert Curve …………………………………. . . 18
第三章 Load Balance ………………………………………. . . 20
第四章 效能測試 …………………………………………… 31
4.1 TVD solver ……………………………………….…. . 31
4.2 Schrödinger solver ………………………………….. . 35
第五章 結論…………………………………………………… 38
參考文獻………………………………………………………….. 43
dc.language.isozh-TW
dc.subject負載平衡zh_TW
dc.subject自適應網格精緻化zh_TW
dc.subject流體模擬zh_TW
dc.subject高速圖形計算核心zh_TW
dc.subject平行模擬zh_TW
dc.subject空間填充曲線zh_TW
dc.subjectGPUen
dc.subjectload balanceen
dc.subjectspace-filling curveen
dc.subjectparallel simulationen
dc.subjectAMRen
dc.subjectfluid simulationen
dc.title負載平衡下的自適應網格精緻化流體模擬zh_TW
dc.titleLoad Balance with Adaptive Mesh Refinement Fluid Simulationen
dc.typeThesis
dc.date.schoolyear97-2
dc.description.degree碩士
dc.contributor.oralexamcommittee吳俊輝,黃崇源
dc.subject.keyword自適應網格精緻化,流體模擬,高速圖形計算核心,平行模擬,空間填充曲線,負載平衡,zh_TW
dc.subject.keywordAMR,fluid simulation,GPU,parallel simulation,space-filling curve,load balance,en
dc.relation.page44
dc.rights.note有償授權
dc.date.accepted2009-07-31
dc.contributor.author-college理學院zh_TW
dc.contributor.author-dept天文物理研究所zh_TW
顯示於系所單位:天文物理研究所

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