基于GPU的洪涝模型计算效率提升方法研究
康永德1
康爱泽2
侯精明3
许尔文4
任小凤4
1.兰州理工大学能源与动力工程学院,730050,兰州;甘肃省祁连山水源涵养林研究院,734000,张掖2.甘肃省民乐县水务局,734500,民乐3.西安理工大学水利水电学院,710000,西安4.甘肃省祁连山水源涵养林研究院,734000,张掖
摘要：受全球气候变暖和极端暴雨的双重影响,洪涝灾害频发,提高洪涝模型计算效率对洪涝实时模拟预报至关重要.然而,精细化洪涝模拟带来的巨大计算量导致模型无法满足实时计算结果并发布洪涝预警的需求.构建了基于GPU加速技术的高效高精度全水动力数值模型,定量研究了GPU和CPU在洪涝模拟时的计算效率.结果表明:①相同情境下,NVIDIA Tesla P100-PCIE相比其他类型计算引擎的计算效率最优;②DEM网格分辨率相同时,GPU计算效率随着降雨重现期的增加而提升,GPU/CPU并行计算效率加速比为1.25～16.28倍;③降雨重现期相同时,DEM网格分辨率精度越高,GPU加速效率越显著,网格分辨率为3 m和5 m时,NVIDIA GeForce GTX 980Ti计算效率分别为CPU(单核)的4.32倍和3.26倍,NVIDIA Tesla P100-PCIE分别为CPU(单核)的16.28倍和7.86倍.综上,在保障较好的模拟精度的同时,DEM网格分辨率越精细,GPU加速计算效率越高.
关键词：洪涝灾害二维水动力模型GPU计算效率
分类号：TV877(治河工程与防洪工程)P333(水文科学（水界物理学）)
资助基金：国家自然科学基金(U21A20468)国家自然科学基金(U22A20592)甘肃省重点研发计划(25YFWG001)甘肃省科技计划(24RCKG001)甘肃省科技计划(25RCKG002)甘肃省科技计划(25JRRG027)兰州理工大学第四批红柳优秀青年人才计划(062318)甘肃省祁连山水源涵养林研究院博士后科研工作站专项(20221231)
论文发表日期：2025-06-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 64-72 )
英文信息