检索结果-南通市图书馆

作者：陈浩卿江苏师范大学

学位级别：硕士

随着计算机性能和分布式集群技术的不断进步,开发适用于集群网络的并行算法也越来越有意义。并行算法的性能和硬件资源的性能是直接相关的,硬件资源和硬件性能的提升意味着算法性能的直接提升,利用近些年来快速发展的硬件技术,并行算法... 详细信息

随着计算机性能和分布式集群技术的不断进步,开发适用于集群网络的并行算法也越来越有意义。并行算法的性能和硬件资源的性能是直接相关的,硬件资源和硬件性能的提升意味着算法性能的直接提升,利用近些年来快速发展的硬件技术,并行算法可以更快更有效地求解大规模复杂问题,相比算法理论上的缓慢的改进速度,并行算法的性能提升更加直接有效,具备非常重要的应用价值。本文研究了基于并行自适应非结构化网格应用框架(J Parallel Adaptive Unstructured Mesh application Infrastructure,jaumin)的并行时域间断伽辽金(Discontinuous Galerkin time domain,DGTD)算法,并将该算法应用至天河二号来解决实际的电大电磁问题,主要工作包含了以下几个方面:***算法分析及边界条件与激励源的电磁建模与实现:在DGTD的格式构造基础上,详细讨论了Maxwell方程的数值通量构造过程,研究了不同边界条件或激励源下对应的数值通量表示形式,通过修改数值通量的形式,实现了在DGTD方法中的各种边界条件和激励源的电磁建模和引入,边界条件包括完美电边界(Perfect Electric Conductor,PEC),总场-散射场边界,吸收边界,激励源条件包括平面波源,集总端口源和波端口源。2.基于非结构网格并行框架jaumin的DGTD算法研究及程序开发:研究了基于jaumin框架开发并行DGTD算法的流程,jaumin包含了策略层和实现层两个层次,策略层制定算法的求解思路,实现层实现算法的具体过程。本文具体研究了如何在jaumin的策略层制定并行DGTD算法的求解步骤,在jaumin的实现层具体实现DGTD算法的变量注册,进程通信和计算过程。3.电大复杂目标的电磁辐射、电磁散射及电磁兼容问题的DGTD数值模拟:采用了一个谐振问题来分析DGTD方法的收敛性,并分别在散射问题,集总端口激励问题和波端口激励问题上进行了典型算例的测试,与解析解或商业软件进行比较,验证了基于jaumin框架的并行DGTD算法在散射问题和辐射问题上的准确性,并测试了电大目标散射问题和电磁兼容问题,根据算法在天河二号上的运行结果,验证了并行DGTD算法在电大复杂目标问题上的适用性和准确性,算法的并行规模达到千核级别。

关键词：并行DGTD 电大目标电磁问题 jaumin

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有限元SN中子输运模拟的区域分解并行

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原子能科学技术 2020年第6期54卷 1074-1084页

作者：郭海兵黄洪文马纪敏丁文杰中国工程物理研究院核物理与化学研究所四川绵阳621900

确定论中子输运方法具有计算速度快、可获取物理量的精细场分布、可高效多物理耦合等优点,随着有限元方法在中子输运模拟中的应用,复杂几何结构、大尺度下的屏蔽问题和临界问题都能得到高保真建模和分析.离散纵标(SN)法是求解中子输运... 详细信息

确定论中子输运方法具有计算速度快、可获取物理量的精细场分布、可高效多物理耦合等优点,随着有限元方法在中子输运模拟中的应用,复杂几何结构、大尺度下的屏蔽问题和临界问题都能得到高保真建模和分析.离散纵标(SN)法是求解中子输运方程的有效数值方法,基于OpenMP并行机制对各独立离散方向进行并行求解,可提高SN输运模拟的计算速度,但并行规模较有限.对几何空间进行区域分解并采用MPI并行机制,可实现大规模并行扩展,进而实现对大型问题的高精度快速求解.本文采用并行自适应非结构网格应用框架jaumin进行区域分解和进程间通信,通过并行SN扫描实现了自主有限元输运程序ENTER的高效并行,完成正确性检验后在天河Ⅱ号超级计算机上使用1440个CPU核完成了1.43×10^7网格单元、2.81×10^9自由度规模问题的测试,计算时间约7.4h.表明该程序具备了有效模拟大型复杂结构中子输运问题的能力,具有一定工程应用价值.

关键词：中子输运有限元方法区域分解 MPI并行计算 jaumin

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基于改进型XFEM的裂纹分析并行软件实现

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中国科学：技术科学 2018年第11期48卷 1241-1258页

作者：王理想文龙飞王景焘田荣中物院高性能数值模拟软件中心北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

扩展有限元法(XFEM)目前已成为裂纹分析的主流数值方法.然而,在实际应用中该方法一直受到两方面的困扰:总体刚度矩阵高度病态以及动力学计算时额外自由度上的能量无法正确传递.前者导致在以迭代法求解为主的大规模计算中难以收敛,后者... 详细信息

扩展有限元法(XFEM)目前已成为裂纹分析的主流数值方法.然而,在实际应用中该方法一直受到两方面的困扰:总体刚度矩阵高度病态以及动力学计算时额外自由度上的能量无法正确传递.前者导致在以迭代法求解为主的大规模计算中难以收敛,后者导致动力学求解精度低、实施困难.为解决这两大困扰,基于无额外自由度单位分解插值格式,提出改进型扩展有限元法(IXFEM).基于该方法,在高性能数值模拟软件开发框架jaumin上开发裂纹分析并行软件—PANDA_Fracture.实际算例表明, PANDA_Fracture软件具有如下特色:1)允许引入高精度裂尖加强,支持裂纹任意长度扩展; 2)同时支持动力学裂纹问题隐式求解与显式求解; 3)支持任意多裂纹问题高效求解; 4)支持上千CPU核高性能可扩展计算.

关键词：改进型XFEM 裂纹扩展断裂力学 jaumin 高性能计算 PANDA

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