大型复杂油藏CPU与GPU混合并行数值模拟

为了实现大型复杂油藏混合并行数值模拟,通过高速InfiniBand网络连接多个机群的CPU节点,建立了新型计算平台,安装了并行油藏数值模拟软件系统,实现了大规模油藏数值模拟的并行计算。提出了不同CPU分区负载平衡优化方法,旨在研究GPU与CPU并行加速技术,提高大型复杂油藏数值模拟的时效性。以某油田为例,开展了多组分千万网格模型并行数值模拟的测试。测试结果显示:在保持各CPU分区负载平衡率高于90%的情况下,计算时间缩短了25%;随着CPU核数增加,加速比增幅逐渐减小;CPU与GPU混合并行,可比单纯CPU并行提速3.96～6.81倍,CPU核数越多,各分区数据交换量也随之增加,GPU承担的计算量增大。GPU与CPU并行加速技术及多组分千万网格模型并行数值模拟的实现,为实现复杂油藏精细地质和流体模拟提供了基础。     

高性能计算将助力装备制造业

2010年12月21日,英伟达(NVIDIA)公司携手中国科学院以及中国算法协会,在北京共同举办"2010GPU高性能计算峰会"。英伟达公司总裁兼首席执行官黄仁勋先生在主题演讲中介绍全球利用GPU计算的最新趋势,并和中国国家超级计算天津中心的专家一起向与会嘉宾介绍了采用     

多GPU并行技术在雷达信号处理中的应用

为了缩短雷达信号处理时间,开展了多GPU并行技术在雷达信号处理中的实验验证,结果表明,基于多GPU并行处理技术的雷达信号处理时间远小于基于CPU的处理时间,也明显小于单GPU的雷达信号处理方案。     

基于GPU的遥感图像快速去噪处理

遥感图像在数据采集和传输过程中受到各种噪声干扰,影响了图像本身的质量,不利于遥感图像的应用。本文利用最邻近算法（KNN算法）,在基于图像处理器（Graphic Processing Unit,GPU）的统一计算设备架构（CUDA）架构下．实现了对遥感图像进行了去噪声的并行处理,并与在CPU下的串行处理做了对比,处理速度平均提高近3000倍。遥感图像的其他处理也可以基于GPU实现。     

并行计算技术在结构显式动力分析中的应用

本文首先介绍了动力分析的求解方法,显式方法和隐式方法各自的优缺点。随后介绍了PKPM-SAUSAGE软件中对于梁、柱、剪力墙和楼板的模拟方法。由于时间步长和模型精细化处理后导致计算规模的增加,PKPM-SAUSAGE软件采用CPU+GPU并行计算技术,同时优化模型网格质量,实现了动力弹塑性分析效率的提升。     

CPU-GPU混合计算构架在岩土工程有限元分析中的应用

计算机技术的快速发展促进了岩土工程数值模拟技术的进步和有限元仿真技术的应用。对于三维有限元建模,有限元离散所获得的线性方程系统规 模较大,这些线性方程系统的求解通常支配着整个有限元计算的时间。为了提高有限元求解的效率,需要采用先进的基础迭代算法和高性能计算构架。使用 性价比较高的GPU计算硬件对目前流行的预处理Krylov子空间迭代法进行了加速,重点研究了GPU对Krylov子空间迭代过程中矩阵矢量乘积的加速效果。由于 预处理迭代方法的计算性能依赖于计算构架,采用数值算例对几种流行的预处理迭代方法在不同计算构架下的计算性能进行了评测,对在不同计算构架下采 用何种预处理迭代方法给出了相应的建议。     

建筑日照分析原理与计算方法的研究

本文全面系统总结介绍了开发建筑日照分析CAD软件所涉及基本原理、核心计算加速技术、极限容积计算和目前工程实际应用情况。例如太阳位置计算原理、平面等时线百万级采样点大规模分析内部采用的计算加速技术,日照分析根据国内目前各地日照规范要求在工程应用中常用典型的分析方法,日照分析后期的结果表现、如实时表现建筑物阴影,日照分析表格和报告书,日照分析研究的扩展领域,如太阳能计算和综合利用、玻璃幕墙反射光污染评估计算和遮阳装置设计等内容进行了系统简要的介绍。文中论述的许多核心技术和分析方法目前已经应用在PKPM建筑工程软件研究所研发的SUNLIGHT日照分析软件中,对日照分析CAD软件的进一步研究有一定的参考价值。     

基于GPU的多项式矩阵特征值并行计算

以多项式矩阵特征值求解问题为背景,推导任意项式特征值计算方法,阐述了基于图形处理单元(GPU)的并行计算机理并建立Matlab快速并行计算平台。以二次特征值计算为例,分别测试基于GPU的单精度类型计算与双精度类型计算的效率与误差,同时验证公式的正确性。数值计算表明,单精度计算与双精度计算能够大幅度降低计算时间,提高计算效率,误差对比分析也表明GPU的计算结果能够满足一定的工程计算要求。     

基于GPR探测的管径判识与计算分析

针对城区地下管线"老龄化"及"模糊化"问题,以辽宁营口市为例,采用瑞典MALA探地雷达GPR对其进行探测,基于双曲线理论方程,运用最小二乘法,对城区地下管线进行了判别和管径进行了计算分析。研究结果表明,金属管线较非金属管反射弧弧形明显且清晰,反射能高,反射波信噪高,有较为明显的反射波组,能准确的判断管线的存在和位置;目标管线随着埋深的增加,有耗介质对电磁波的衰减作用越来越明显,电磁波反射能力减弱,能探测的深度随之缩短,其计算误差呈现逐渐增大趋势;对含水量较高地段,较小管径金属管线探测存在局限性,反射中心频率过低,其测定与计算结果误差较大。     

点估计方法在功能函数有折点时的适用性

通过实例计算比较点估计方法和蒙特卡洛模拟的结果,功能函数有折点时,点估计方法的精度并非随估计点数增加而单调增加,当估计点个数足够多时,点估计方法计算结果稳定,且有较好的精度。在同等精度要求下,功能函数有折点时点估计方法计算量与功能函数光滑时相比有所增加,但与蒙特卡洛模拟相比,仍有较高的计算效率。