MPI＋OpenMP混合编程模型在大规模三对角线性方程组求解中的应用

分布式共享存储系统的特点是每个节点内是共享存储的,而节点间是分布式存储.为了更好地利用这种多级体系结构,讨论了MPI＋OpenMP混合编程模型的性能及实现方法,建立了大规模三对角线性方程组的MPI＋OpenMP混合并行算法,并在上海大学高性能计算集群上与单纯MPI算法进行了性能方面的比较.结果表明,MPI＋OpenMP混合并行算法具有更好的加速比和扩展性.     

基于变域变分原理的一种有限元方法

本文从变域变分原理出发,提出了一种新的有限元方法,并将所提算法用于求解形状最优化问题。我们给出了最优化问题解的存在性及其离散形式。讨论了数值解的收敛性,给出了数值解与精确解之间的误差估计。最后给出了算法的具体实施步骤和一个具有代表性的数值算例,数值结果表明该算法是正确、高效的。     

笛卡尔网格生成中的相交算法

研究三维空间笛卡尔网格与三角形面网格的相交判断算法—-ADT(Alternating Digital Tree)算法和KD (K-Dimensional)树算法,分别用球体模型和飞机模型对ADT与KD树进行分析,比较二者快速相交判断时的查找效率.结果表明:同一种模型下ADT比KD树平衡,树的深度小;ADT的查找效率明显比KD树高;影响KD树查找时间的主要因素是查找次数.整体来看,在快速相交判断中采用ADT性能更高.     

基于非结构网格的Gas-Kinetic方法

为解决带有复杂几何边界条件的高速流体计算问题,提出基于非结构网格的Gas-Kinetic方法.对于二维非结构网格,以三角形网格作为计算单元,形成在该网格控制单元中物理量导数求解的新方法.通过物理量导数得到在控制体积元边界上的通量,然后用每个计算时间步中求出的边界通量和控制体积元中的物理量,求出下一计算时间步所需的新物理量,依次进行计算直到计算结果收敛为止.采用NACA0012翼型进行数值计算验证,结果表明该方法简单高效,适用于低速和高速流体的计算.     

LBM算法在GPU组中的应用

为提高大规模并行计算的并行效率,充分发挥CPU与GPU的功能特点,特别是体现GPU强大的运算能力,提出了用消息传递接口(MPI)将一组GPU连接起来。使GPU通用计算与计算流体力学中的LBM(latticeBoltzmannmethod)算法相结合。根据GPU通用计算与LBM算法的原理,使MPI作为计算分配的机制,CUDA(compute unified device architecture)作为主要的计算执行引擎,建立支持CUDA的GPU集群,在集群上对LBM算法中的D2Q9模型进行二维方腔流数值模拟。实验结果表明,利用GPU组模拟与CPU模拟结果一致,更充分发挥了GPU的计算能力,提高了并行效率。     

基于LBM算法的大规模人群疏散研究

人群聚集活动越来越多地出现在各种公共场合,而由此引发的各种安全问题也逐渐受到社会各界的重视.在重要建筑和人群密集场所突发重大恐怖事件时,将人员在较短的时间内紧急疏散至安全地带是恐怖事件紧急救援的首要任务.文中提出一种基于LBM的高效的人群疏散算法及模型,该模型将Lattice Boltzmann Method的D2Q9模型应用于人流疏散的模拟过程.该模f的着重点在于研究人群的疏散过程,从人流整体的运动特点考虑疏散问题.针对大规模人群紧急疏散的模拟,可比较精确地预测人流紧急疏散的过程与现象.     

基于分布式数值模拟结果的可视化

VTK是一个基于对象的三维重建方面的软件系统,其应用日益广泛。在对数值模拟软件进行开发时,需要对曲线、等值线、三维场等结果数据进行可视化。文中将针对大规模分布式数值模拟时的实时可视化问题,通过客户端广播可视化信息,服务器分别用数值模拟结果进行计算得到VTK文件,并将结果传回客户端,客户端将得到的数据进行合并,最后对其进行可视化并得到切线图像。结果表明,该可视化方法可以在较少影响数值模拟过程的情况下实现实时可视化。     

面向对象的设计与分析应用企业供应链优化管理系统

1概述 自20世纪80年代以来，面向对象的方法已广泛应用于计算机及其相关领域，它不仅应用于编程阶段，而且应用在系统设计和系统分析上。面向对象的应用提高了系统的易用性、加强了系统的可维护性。     

低空飞艇太阳辐射热环境分析

结合低空气象条件,详细分析了飞艇的热环境情况和影响因素,并运用计算流体力学软件FLUENT及其提供的接口编制的并行的UDF程序,对标准飞艇模型进行了数值模拟计算,获得了全天时飞艇内部、蒙皮表面的最高温度、平均温度等分布情况。该方法具有较高的精度,对于指导飞艇材料的选取,以及推广到平流层飞艇的热环境分析具有指导作用。     

GPU通用计算在LBM方法中的应用

提出了一种结合GPU通用计算与计算流体力学中的LBM算法来模拟二维流场的方法.根据GPU通用计算和LBM方法的基本原理,利用OpenGL的离屏渲染技术FBO和Cg语言,基于LBM方法中的D2Q9模型对二维方腔流进行数值模拟,并设计出基于OpenGL的GPU通用计算的二维流场数值计算框架.实验结果表明,利用GPU模拟与CPU模拟流场的数值结果相当吻合,特别地,利用GPU进行数值模拟实验的速度是利用CPU的4倍左右.