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并行计算软件开发概述

当我们建好硬件环境,怎样利用它完成我们的计算需求就成为一个重要议题。针对并行计算,我们需要采用全新的编程  (本文共3页) 阅读全文>>

辽宁工程技术大学
辽宁工程技术大学

基于并行计算技术的离心式叶片泵流场数值模拟及三维设计软件开发

随着现代计算流体力学(CFD)的发展,对高速度、大容量计算机的需求越来越迫切,计算越来越复杂,规模也呈指数级增长。如此庞大的运算任务单台计算机显然无法胜任。一方面是单处理器性能发展空间有限,另一方面是专用高档并行计算机价格又太昂贵,而且旧有的资源又得不到持续和有效的利用,造成硬件资源空闲和资金浪费。因此,一种能够充分利用现有计算机软硬资源,有效发挥计算资源协同增强作用,同时满足不同专业研究人员高效方便处理的并行计算技术、平台和实现方法就变得十分重要和具有现实意义。本文在综合国内外关于流体力学并行计算及相关领域研究文献的基础上,搭建了微机并行计算平台,解决了数值模拟对计算资源要求;对并行环境下子区域网格的独立生成和相邻子区域交界面的网格生成进行研究;在原有三维欧拉方程求解器的基础上添加粘性(耗散)项,针对定常问题,考虑粘性的影响,加入无滑移边界条件和两方程湍流模型,得到描述湍流运动的封闭RANS方程;对离心式叶片泵的设计理论进行了...  (本文共151页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

基于非结构化网格气液两相流数值方法及并行计算研究与软件开发

气液两相流广泛地存在于能源、动力、核能、石油、化工、制冷、冶金、航天和环境保护等许多工业领域中,研究气液两相流运动规律对工业设计具有重要指导意义。目前对气液两相流动进行很多的理论研究和实验研究,数值研究方法较少,而且主要依赖商业软件或者在结构化网格下进行,使得其应用受到限制。本文主要展开了基于非结构化网格气液两相流动数值模拟方法的研究。研究了基于非结构化网格通用输运方程的数值求解方法,包括输运方程的离散格式,边界条件处理方法,压力速度耦合SIMPLE求解方法,详细讨论了影响界面流量计算的重要因素。对不同物性材料耦合流场及温度场求解方法及实现方式进行了讨论。研究了大型稀疏线性方程求解方法。研究表明在计算流体力学(CFD)中,线性方程组的求解方法占总CPU时间的60%以上,提高线性方程组的求解速度是提高数值计算总体性能的关键所在。本文研究了一种聚合型代数多重网格方法,并开发了相应的计算程序,提高了线性方程组的求解速度,该方法的另一个...  (本文共155页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海交通大学
上海交通大学

超大型结构有限元分析并行计算方法及应用研究

随着我国经济的高速发展,包括超长输水隧道和超高层建筑在内的各种超大型结构的数量逐年激增,其结构安全性也受到越来越多的关注,有限元方法是分析工程结构安全性的一项十分有效的工具。超大型结构的有限元模型规模巨大,串行和传统并行计算方法难以处理和求解,这为开展新的并行计算方法研究提供了重要的现实需求;另一方面多核多节点超级计算机的快速发展使得面向超级计算机的超大规模结构力学分析成为可能,但是仅凭借超强的硬件计算能力无法实现超大型工程结构的高效力学分析,需要研究和现代超级计算机硬件拓扑结构相匹配的并行算法。本文针对百万自由度的超大型结构有限元分析,提出了一种多尺度并行数值模拟方法;针对千万以上自由度的超大型结构有限元分析,提出了一种全过程并行计算方法,并开发出一套软件系统。结合上海超级计算机中心的“曙光5000A”超级计算机和广州超级计算机中心的“天河2号”超级计算机,将所研究方法应用到超大型结构的有限元数值分析中,主要研究内容如下:研究...  (本文共222页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国地震局工程力学研究所
中国地震局工程力学研究所

土木工程有限元并行计算应用及其软件架构

有限元法是当今工程分析中使用最广泛的数值计算方法。它的实际应用是伴随着电子计算机的出现而开始;到20世纪70年代,伴随着计算机科学与技术的快速发展,有限元法在理论、方法的研究、计算机程序的开发以及应用领域的拓展等方面都取得了极大的发展。20世纪90年代以来,随着并行计算机体系结构的成熟以及美国的“High Performance Computing and Communication (HPCC)”和“Accelerated Strategic Computing Initiative (ASCI)”研究计划的相继实施,并行计算得到了快速发展。有限元并行计算的目的是通过使用有限元方法和并行计算技术来求解社会生活中所遇到的越来越复杂的工程问题。本文将从以下四个方面展开工作:一、在Windows XP系统上,使用虚拟软件VMware Workstation 6.5.2虚拟3台Centos 5.2系统的计算机。通过虚拟的计算机构建Be...  (本文共84页) 本文目录 | 阅读全文>>

《信息通信》2020年09期
信息通信

面向大数据处理的并行计算模型与性能优化探析

大数据时代的到来为分布式并行计算带来了前所未有的机遇与挑战。文章结合并行计...  (本文共3页) 阅读全文>>

《科学中国人》2017年12期
科学中国人

MPI并行计算在图像处理方面的应用

随着科学技术的不断发展,人们在很多工程方面对计算机的运行速度提出两个更高的要求。图形处理广泛应用在神经网络计算和地形匹配等方面,其在运行过程中将产生大量的计算任务,这在一...  (本文共1页) 阅读全文>>