FLUENT UDF并行化（3）

来源：ANSYS FLUENT UDF帮助文档，翻译自用，如有错误，欢迎指出！

本章概述了并行ANSYS Fluent的用户定义函数（UDF）及其用法。有关并行UDF功能的详细信息，请参见以下部分，本文介绍第四、五部分 。

7.1.Overview of Parallel ANSYS Fluent

7.2.Cells and Faces in a Partitioned Mesh

7.3.Parallelizing Your Serial UDF

7.4.Reading and Writing Files in Parallel

7.5.Enabling Fluent UDFs to Execute on General Purpose Graphics Processing Units (GPGPUs)

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目录

7.4. Reading and Writing Files in Parallel

7.4.1. Reading Files in Parallel

7.4.2. Writing Files in Parallel

7.5. Enabling Fluent UDFs to Execute on General Purpose Graphics Processing Units (GPGPUs)

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7.4. Reading and Writing Files in Parallel

尽管当ANSYSFluent并行运行时，计算节点可以同时对数据执行计算，但当数据从单个公共文件中读取或写入时，操作必须是连续的。文件必须由能够访问所需文件系统的进程打开、读取或写入。通常情况下，计算节点在没有磁盘空间的专用并行机上运行。这意味着所有数据都必须从主机进程读取和/或写入，因为主机进程总是在具有文件系统访问权限的机器上运行，因为它读取和写入案例和数据文件。这意味着，与消息传递宏中的示例不同，数据只传递给计算节点0进行整理，数据现在必须从所有计算节点传递到计算节点0，然后由计算节点0传递给主机节点，主机节点将数据写入文件。这个过程被称为“编组”( "marshalling")。

以下部分更详细地描述了并行读取和写入文件的过程：

• Reading Files in Parallel
• Writing Files in Parallel

7.4.1. Reading Files in Parallel

在并行UDF中读取文件之前，要将文件从主机复制到节点，请使用以下函数：

host_to_node_sync_file(const char* filename);

这可以处理当前工作目录在主机和节点之间不共享的情况（例如，在ANSYS Fluent UDF中）。对于主机，输入参数文件名是要复制到节点的文件的路径。对于节点，输入参数是复制文件的节点上的目录。成功完成后，host_to_node_sync_file（）返回复制的字节数，否则返回-1。

Example

在以下示例中，Windows上的主机进程从其本地目录e:\udfs\test复制文件。bat到远程Linux节点上的/tmp目录。

DEFINE_ON_DEMAND(host_to_node_sync)
{
#if RP_HOST
  int total_bytes_copied = host_to_node_sync_file("e:\\udfs\\test.dat.h5");
#endif
#if RP_NODE
  int total_bytes_copied = host_to_node_sync_file("/tmp");
  /* The file /tmp/test.dat.h5 can be opened now */
#endif
  printf("Total number of bytes copied is %d\n", total_bytes_copied);
}

7.4.2. Writing Files in Parallel

并行写入文件在以下阶段完成：

1. 主机进程打开文件。
2. 计算节点0将其数据发送到主机。
3. 其他计算节点将其数据发送到计算节点0。
4. 计算节点0从其他计算节点接收数据并将其发送到主机。
5. 主机接收从所有计算节点发送的数据并将其写入文件。
6. 主机关闭文件。

由于HOST和NODE进程执行不同的任务，下面的示例看起来很长，并使用了大量编译器指令。然而，如果作为一个练习，你复制了这个例子的三个副本，并在每个副本中删除了HOST或NODE版本中未使用的部分，那么你会发现这实际上是一个非常简单的例程。

Example: Writing Data to a Common File on the Host Process’s File System

/*******************************************************************
   This function will write pressures and positions
    for a fluid zone to a file on the host machine
 ********************************************************************/
 #include "udf.h"
 
 # define FLUID_ID 2
 
 DEFINE_ON_DEMAND(pressures_to_file)
 {
    /* Different variables are needed on different nodes */
 #if !RP_HOST
   Domain *domain=Get_Domain(1);
   Thread *thread;
   cell_t c;
 #else
   int i;
 #endif
 
 #if !RP_NODE
   FILE *fp = NULL;
   char filename[]="press_out.txt";
 #endif
 
   int size; /* data passing variables */
   real *array;
   int pe;

#if !RP_HOST
   thread=Lookup_Thread(domain,FLUID_ID);
 #endif

 

 #if !RP_NODE
   if ((fp = fopen(filename, "w"))==NULL)
      Message("\n Warning: Unable to open %s for writing\n",filename);
   else
      Message("\nWriting Pressure to %s...",filename);
 #endif
 /* UDF Now does 2 different things depending on NODE or HOST */
 
 #if RP_NODE
   /* Each Node loads up its data passing array */
   size=THREAD_N_ELEMENTS_INT(thread);
   array = (real *)malloc(size * sizeof(real));
   begin_c_loop_int(c,thread)
     array[c]= C_P(c,thread);
   end_c_loop_int(c,thread)

 

/* Set pe to destination node */
   /* If on node_0 send data to host */
   /* Else send to node_0 because */
   /*  compute nodes connect to node_0 & node_0 to host */
   pe = (I_AM_NODE_ZERO_P) ? host : node_zero; // C语言用法
   PRF_CSEND_INT(pe, &size, 1, myid);
   PRF_CSEND_REAL(pe, array, size, myid);
   free(array);/* free array on nodes after data sent */

 

/* node_0 now collect data sent by other compute nodes */
/*  and sends it straight on to the host */

if (I_AM_NODE_ZERO_P)
   compute_node_loop_not_zero (pe)
   {
      PRF_CRECV_INT(pe, &size, 1, pe);
      array = (real *)malloc(size * sizeof(real));
      PRF_CRECV_REAL(pe, array, size, pe);
      PRF_CSEND_INT(host, &size, 1, myid);
      PRF_CSEND_REAL(host, array, size, myid);
      free((char *)array);
   }
 #endif /* RP_NODE */
 
 #if RP_HOST
   compute_node_loop (pe) /* only acts as a counter in this loop */
     {
        /* Receive data sent by each node and write it out to the file */
        PRF_CRECV_INT(node_zero, &size, 1, node_zero);
        array = (real *)malloc(size * sizeof(real));
        PRF_CRECV_REAL(node_zero, array, size, node_zero);

for (i=0; i

7.5. Enabling Fluent UDFs to Execute on General Purpose Graphics Processing Units (GPGPUs)

UDF可以在ANSYSFluent中编译，并支持OpenCL，以便在lnamd64和win64平台上的通用图形处理单元（GPGPU）上执行。要启用OpenCL支持，应在编译udf之前使用以下文本用户界面（TUI）命令：/define/userdefine/enable-udf on gpu。UDF库与libOpenCL链接。lnamd64和OpenCL也是如此。dll。对于在GPU系统上执行，应正确设置适当的环境变量（lnamd64上的LD_LIBRARY_PATH或win64上的%PATH%），以便libOpenCL.so/OpenCL。dll与UDF库一起加载。