非结构网格Eular方程求解器GPU加速技术研究的任务书.docx

非结构网格Eular方程求解器GPU加速技术研究的任务书
任务书
题目：非结构网格Euler方程求解器GPU加速技术研究
任务来源：实践性研究任务
任务背景：随着计算机科学的发展，在科技领域中使用GPU进行计算已经成为主流。GPU相比传统CPU计算更加优秀，能够完成大规模、高密度的并行计算，尤其对于图形处理和科学计算具有绝佳的优势。而非结构网格方法（Unstructuredgridmethod）是求解复杂领域流场的一种常见方法。本任务将结合GPU计算和非结构网格方法，探究如何提高其求解速度和效率。
任务目标：
1.学习非结构网格方法和Euler方程求解器相关理论
2.熟悉GPU编程技术
3.掌握在GPU平台上进行非结构网格求解器加速的相关技术
4.实现GPU加速的非结构网格Euler方程求解器
5.对GPU加速的非结构网格Euler方程求解器进行性能测试，与传统CPU计算进行比较
任务内容：
1.学习非结构网格方法和Euler方程的基础知识
1.1认识非结构网格方法
1.2非结构网格生成方法
1.3了解Euler方程在气体动力学中的应用
2.熟悉GPU编程技术
2.1了解GPU计算架构
2.2掌握CUDA编程模型
2.3学习CUDA线程块和网格的概念
3.掌握在GPU平台上进行非结构网格求解器加速的相关技术
3.1学习GPU加速算法
3.2掌握GPU加速在非结构网格求解器中的实现方法
4.实现GPU加速的非结构网格Euler方程求解器
4.1将非结构网格求解器移植到GPU平台
4.2利用CUDAC++对求解器进行优化和加速
5.对GPU加速的非结构网格Euler方程求解器进行性能测试，与传统CPU计算进行比较
5.1构建测试案例
5.2对GPU加速和传统CPU计算的求解器进行性能测试
5.3分析GPU加速对非结构网格Euler方程求解器性能的影响
任务计划：
任务阶段|计划时间
---------|----------
学习非结构网格方法和Euler方程的基础知识|2周
熟悉GPU编程技术|2周
掌握在GPU平台上进行非结构网格求解器加速的相关技术|2周
实现GPU加速的非结构网格Euler方程求解器|4周
对GPU加速的非结构网格Euler方程求解器进行性能测试，与传统CPU计算进行比较|2周
任务进度：
任务阶段|计划进度|实际进度|完成时间
---------|----------|---------|--------
学习非结构网格方法和Euler方程的基础知识|100%|100%|
熟悉GPU编程技术|100%|100%|
掌握在GPU平台上进行非结构网格求解器加速的相关技术|100%|100%|
实现GPU加速的非结构网格Euler方程求解器|50%||
对GPU加速的非结构网格Euler方程求解器进行性能测试，与传统CPU计算进行比较|||
任务费用：
本任务由计算机专业本科生完成，无任何领域内尖端设备、耗材或其他大额开支，仅需支付实验室工作人员和课程指导教师的工资和日常开支。总费用预计为$4000元。
风险评估：
本任务主要风险为GPU编程技术掌握不充分、实现过程相对复杂，可能出现调试困难等问题，但这些问题都可以通过充分的前期学习和实践经验缓解或解决。因此，本任务总体风险较低，可以放心进行。
任务联系人：XXX
任务执行人：XXX