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基于CUDA技术的流体模拟方法的研究
中文名称: 基于CUDA技术的流体模拟方法的研究
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论文编号: 4143031收藏本论文】【我的收藏】【我要投稿
英文名称: Study of CUDA-Based Fluid Simulation
学位类型: 硕士毕业论文
作者: 涉及隐私,隐去***  作者本人请参看权力声明>>
导师: 涉及隐私,隐去***
毕业学校: 涉及隐私,隐去***
专业: 计算机应用技术
毕业年份: 涉及隐私,隐去***
关键字: 流体模拟 CUDA技术 纳维-斯托克斯方程 GPU 协同工作
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论文摘要: 随着虚拟现实、电子游戏等图形学相关产业的迅猛发展,流体模拟已经成为图形学领域(略)热点问题.近年来,基于物理方法的流体模拟技术取得了很大的进展,并且得到了广泛应用.但是,由于该种方法的计算过程相对比较复杂,所以模拟出的流体现象实时性较差.为了提高流体的模拟速度,本文主要在下述(略)较深入的研究: 1.采用CUDA技术对流体现象进行加速模拟.该方法首先将纳维-斯托克斯流体运动方程中具有并行特性的部分(比如对流项、外力项、扩散项等)分离出来,然后把它们分别映射成CU(略)中的设备端内核函数,最后将这些内核函数放到GPU上并行执行;而方程中那些逻辑性强的部分则在CPU上执行.这种CPU+GPU协同模拟流体的方法不但充分的发挥了GPU的并行处理能力,而且(略)GPU流体模拟方法.通过烟雾现象的模拟对该方法进行验证.实验结果表明:采用该方法进行流体模拟的速度比采用一般CPU方式的快了几十到上百倍.比如流体规模为3500*3500时,两者的加速比达到128.57. (略)用多GPU方式对流体现象进行加速模拟.该方法首先将流体域空间划分成若干个子区域,然后将这些子区域分别交由不同的GPU...
With the rapid development of virtu(omitted), computer games and other graphics related industries, the f(omitted)ation already became a hot research direction in the graphics area. In recent years, the physically-base(omitted)mulation has made very great progress. It has been widly used in many area. However, as the computational process of this method is relatively quite (omitted)he fluid pheno(omitted)lated real-time poor. To improve the speed of the fluid simulation, this paper has done in-depth st...
目录:
摘要第5-6页
Abstract第6页
第1章 引言第9-16页
  ·研究背景第9-10页
  ·流体模拟的研究现状第10-13页
    ·基于物理的流体模拟方法简介第10-11页
    ·GPU编程技术的发展状况第11-13页
    ·GPGPU的各种应用第13页
  ·本文的主要研究内容及难点第13-14页
  ·论文结构安排第14-16页
第2章 CUDA技术简介第16-22页
  ·CUDA的基本概念第16-17页
  ·CUDA编程模型第17-20页
    ·主机与设备的概念第17-18页
    ·函数的定义及调用第18-19页
    ·线程的组织结构第19-20页
    ·Kernel内核函数的设计第20页
  ·CUDA的存储器模型第20-22页
第3章 流体的纳维-斯托克斯方程组第22-26页
  ·NS方程组的定义第22-23页
  ·NS方程组的求解第23-26页
    ·流体域的离散化第23页
    ·Helmholtz—Hodge定理第23-24页
    ·NS方程组中各项的求解第24-26页
第4章 基于CUDA技术的流体模拟加速方法第26-51页
  ·基于CUDA技术的流体模拟计算流程第26-28页
  ·流体的存储方式及初始状态第28-29页
  ·外力及源的获取第29-30页
  ·内存到显存的数据传输第30-31页
  ·外力项及源项的CUDA映射第31-33页
  ·扩散项的CUDA映射第33-36页
  ·对流项的CUDA映射第36-38页
  ·投影过程的CUDA映射第38-41页
  ·边界处理第41-45页
  ·渲染第45-47页
  ·实验结果与分析第47-51页
第5章 多GPU方式的流体模拟加速方法第51-70页
  ·多GPU方式流体模拟的计算流程第51-53页
  ·流体域的划分第53-55页
  ·主机端线程的创建及同步第55-59页
    ·主机端线程的创建第55-56页
    ·主机端线程间的同步第56-59页
  ·GPU上的流体模拟第59-62页
  ·边界处理第62-65页
  ·实验结果与分析第65-70页
结论与展望第70-73页
参考文献第73-76页
作者在攻读硕士期间的研究成果第76-77页
致谢第77页
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