Paralelní implementace lattice-Boltzmannovy metody

Abstract

Práce se zabývá mřížkovou Boltzmannovou metodou (LBM) s kumulantním kolizním operátorem (CuLBM) a modelování turbulence pomocí velkých vírů (LES) akcelerovaným na grafické kartě pomocí knihovny TNL (Template Numerical Library). V první části práce je popsán teoretický základ LBM a také LES, včetně popisu kolizního operátoru, okrajových a počátečních podmínek a principů akcelerace na GPU. Druhá část je věnována aplikaci této metody na simulaci trojrozměrného proudění přes zpětný schod. Simulace je implementována v jazyce C++ a využívá výpočetní možnosti GPU pro zajištění vyšší efektivity.The thesis deals with the Lattice Boltzmann Method (LBM) with Cumulant Collision Operator (CuLBM) and Large Eddy Simulation (LES) turbulence modelling accelerated on a graphics card using the Template Numerical Library (TNL). The first part of the thesis describes the theoretical basis of LBM as well as LES, including a description of the collision operator, boundary and initial conditions, and GPU acceleration principles. The second part is devoted to the application of this method to the simulation of three-dimensional flow over a backward step. The simulation is implemented in C++ and exploits the computational capabilities of the GPU to provide higher efficiency.