Bendig

Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene zweidimensionale Vortex-Partikel-Methoden für die numerische Simulation der Aerodynamik von stumpfen Körpern (engl. Bluff Body Aerodynamics) untersucht. Der Schwerpunkt lag dabei auf der Eignung der Algorithmen für die Implementierung auf GPUs unter Verwendung von OpenCL und der Betrachtung möglicher Unterschiede in der Genauigkeit und Leistung im Vergleich zu einer vorhandenen CPU Implementierung. Für die Umsetzung wurde das free software framework gloost um einen OpenCL-wrapper erweitert. Aufgrund der begrenzten Bearbeitungszeit konnte nicht die komplette Simulation mit OpenCL realisiert werden, sondern nur die zeitintensivsten Teile. Daher wurden vor allem die Vortex-Vortex-Interaktionen und die Oberflächen-Vortex-Interaktion betrachtet. Bei den untersuchten Algorithmen, wurde durch Verwendung einer GPU aus dem Konsumentenbereich der aktuellen Generation (2012, AMD Radeon HD 7970), eine Beschleunigung im Bereich von Faktor 35 bis Faktor 190 gegenüber der originalen Einkern-C-Implementierung auf einer Core-I7-870 CPU erreicht. Über die gesamte Laufzeit der beiden VIC-Methoden gesehen, ergibt sich je nach Szenario eine Beschleunigung um den Faktor 3 bis 10. Des Weiteren wurden Möglichkeiten gefunden Partikel-Netz-Operationen effizient in OpenCL zu implementieren, ohne auf doppelte Genauigkeit der Gleitkommazahlen verzichten zu müssen.