洪水演进模拟的三维可视化研究

洪水资源利用的关键在于了解洪水的发生过程及其运动规律,再现洪水的演进状态。通过对流域三维地形仿真、洪水演进模拟的三维可视化研究,以GIS数据为基础,采用VC++结合OpenGL的可视化开发环境建立了洪水演进模拟系统,实现了以给定洪水水位的方式再现洪水演进的动态模拟,为洪水资源化的研究奠定了基础。     

基于OpenGL的湿地洪水演进模拟仿真系统的研究

作为松嫩平原洪水资源利用与湿地生态环境3S 系统中一个重要的组成部分湿地洪水演进模拟仿真系统的研制是一项复杂的专题。通过对系统目标以及可视化需求的分析, 对开放式的国际图形标准OpenGL 进行了阐述, 并以GIS 技术为基础, 采用面向对象的编程语言VC ++ , 结合OpenGL 的编程环境来实现扎龙湿地地形、地貌和洪水演进动态模拟的三维可视化效果。     

蒙特卡洛模拟的并行实现及并行效率研究

蒙特卡罗(MC)模拟广泛用于核工程和核安全计算中,但在较高置信度要求下计算量大、计算周期长,难以满足工程周期要求。通过分析串行算法,针对大型SMP服务器Oracle M9000的结构特点,采用Open MP技术对其进行了并行化和实验计算。结果表明,多线程并行技术适合蒙特卡罗模拟方法和M9000结构体系,能获得极高的加速性能,且并行结果与串行结果完全一致。这为满足工程计算的高置信度、短周期要求提供了解决方案。     

异构处理器间的一种图形并行生成方法

图形任务计算的复杂性及实时性要求高速计算。文中提出了一种异构处理器间的图形并行生成方法，在层次分割和多主体协作模式下，各处理器并行运作，一方面有效利用了环境中的计算资源，另一方面提高了各处理器的计算并行度。     

大规模并行计算机系统并行性能模拟技术研究

性能模拟技术是计算机系统性能评价的重要手段.介绍了面向大规模并行计算机系统以及消息传递应用程序的并行性能模拟技术,总结了相关的关键技术和国内外研究现状.对几个代表性的并行模拟器系统进行了详细介绍.结合并行计算机系统和应用的发展趋势,讨论了未来并行模拟器设计、实现面临的问题和可能的解决方案.     

面向对象语言并行化中的调用局部化优化

该文提出了一种将调用局部化技术应用于并行环境下面向对象语言的方法，文中详细讨论了该技术的适用条件以及如何通过该方法减少循环中的远程过程调用开销，该优化技术产首先将循环分离成多个包含有远程调用的循环，再将分离后的循环分离给循环中对象所在的处理器，最后，化简迭代空间，并且用消息传递来传输数据，这种优化对象分布和循环并行化之后进行，将函数调用局部化于处理器，通过这种优化，可以进一步挖掘循环中的任务并行性，降低计算复杂度，减少函数调用开销，尤其适合面向对象语言中对循环里小函数的优化，该技术已经在作者设计的Java自动并行化编译器JAPS－Ⅱ中实现，在实验中，利用这种优化技术得到了超线性性加速比。     

时间偏差的并行离散事件模拟研究综述

时间偏差是并行离散事件模拟中广泛使用的一种同步机制。从事件列表管理、消息取消、乐观性控制、状态保存和恢复、内存管理以及全局虚拟时间计算等几个主要方面对时间偏差的并行离散事件模拟进行了探讨,阐述了其存在的问题,并对各种优化策略进行了分析比较和对并行离散事件模拟的应用前景作了一个展望。     

直接模拟蒙特卡洛问题的并行化方法

对直接模拟蒙特卡洛问题的动态数据分布特点进行了研究,提出了该类问题的并行化方法,并对实际算例进行处理,在集群系统上获得的测试结果表明该方法正确而有效,能够满足用户的高性能计算需要。     

多相空间数值模拟并行化研究

1 引言三维绕流气体运动论数值模拟基于从稀薄流到连续流的气体运动论统一数值算法,是由中国空气动力研究与发展中心张涵信院士指导下发展起来的一种新算法,其数学模型和计算方法在文[1]中进行了详细论述。本文以此为例着重讨论多相空间并行化技术。三维绕流气体运动论数值模拟的计算空间是由离散速度坐标空间和位置空间组成的六维空间,形成二相空间。算法分成两个主要部分,一部分是在各个离散速度点处基于时间和     

Coordinating Programs in the Network of Tasks Model

The Network of Tasks (NOT) model allows adaptive node programs written in a variety of parallel languages to be connected together in an almost acyclic task graph. The main difference between NOT and other task graphs is that it is designed to make the performance of the graph predictable from knowledge of the performance of the component node programs and the visible structure of the graph. It can therefore be regarded as a coordination language that is transparent about performance. For large-scale computations that are distributed to geographically-distributed compute servers, the NOT model helps programmers to plan, assemble, schedule, and distribute their problems.     

Flood forecasting at the Dadu River in China based on ANN

Mappings of the stimuli effects and the input and output estimates of artificial neural networks (ANN) are obtained via combinations of nonlinear functions. This approach offers the advantages of self‐learning, self‐organization, self‐adaptation, and fault tolerance as well as the potential for use in flood forecasting applications. Furthermore, the ANN technology allows the use of multiple variables in both the input and output layers. This capability is very important for flood calculation because the stage, discharge, and other hydrological variables often are functions of many influential variables. Herein, we propose a flood forecasting system with related application, based on ANN. This method offers better performance and efficiency.     

化学驱油藏数模并行化中的关键技术

本文描述了化学复合驱数值模拟程序UTCHEM在分布式内存多计算机并行系统SMP-CLUSTER上并行化的关键技术。化学复合驱并行模型采用单程序多数据（SPMD）程序模型，利用区域分解方法将整个求解区域分解为子区域，使得多个计算节点同时求解一个单一的模拟问题。各计算节点通过消息传递对重叠区域的共享数据进行通信，以协调各节点之问的计算。目前仅对压力方程组求解部分进行了并行化实现。测试结果显示了较好的并行效率。     

Large-scale homo- and heterogeneous parallel paradigm design based on CFD application PHengLEI

The development of computational fluid dynamics (CFD) highly depends on high-performance computers. Computer hardware has evolved rapidly, yet scalable CFD parallel software remains scarce. In this article, we design a highly scalable CFD parallel paradigm for both homogeneous and heterogeneous supercomputers. The paradigm achieves the separation of communication and computation and automatically adapts to various solvers and hardware environments, thus reducing programming difficulties and increasing automatic parallelization. Meanwhile, the number of communications is greatly reduced and the scalability of the program is improved through implementing centralized communication and two-level partitioning techniques. Complex flow problems for real aircraft were then computed on different hardware platforms with a grid size of ten billion. The homogeneous computer hardware includes Intel Xeon Gold 6258R and Phytium 2000+ processors, and the heterogeneous computer platforms include NVIDIA Tesla V100 and SW26010 processors. High parallel efficiency was obtained on all computer platforms, verifying that the paradigm has good automatic parallelization, scalability, and stability. The paradigm in this article has an important reference value for CFD massively parallel computing and can promote the development and application of CFD technology.     

基于进程投机并行的运行时系统设计与优化

投机并行化是解决遗留串行代码并行化的重要技术,但以往投机并行化运行时系统面临着诸多的性能问题,如任务分配不均衡、通信频繁、冲突代价高,以及进程启动,结柬频繁而导致开销过高等。为此,提出一种基于进程实现的投机并行化运行时系统。采用隐式单程序多数据的并行任务划分和执行模式。通过实现重甩进程的投机任务调度策略和委托正确性检查技术,降低投机进程启动/结束和通信的开销,提高投机进程的利用率,同时利用守护进程与投机进程协同执行的方式,确保在投机进程出现异常情况时程序也能正确执行。实验结果表明,该基于进程实现的投机运行时系统比同类型系统的性能提高231%。     

无线传感器网络系统的故障诊断技术研究综述

无线传感器网络系统故障诊断技术的研究对提高系统可靠性具有重要意义。本文综述了近年来国内外对无线传感器网络系统故障进行诊断的技术研究,主要包括节点级硬故障、节点级软故障和网络级故障的诊断技术,并对4种主流诊断技术在诊断速度上作出比较。最后对传感器故障诊断技术的发展趋势和有待解决的问题作了一定的分析和探讨。     

基于ABM与ABS的暴雨洪涝人口风险动态模拟

暴雨洪涝灾害人口风险评估是一项复杂系统工程,在防洪减灾工程理论与实践中具有重要意义.针对灾害管理需要掌握暴雨洪涝人口灾情动态变化的问题,采用智能体建模(Agent-Based Modeling, ABM)构建了暴雨洪涝人口风险模拟模型.在Netlogo平台上,利用智能体仿真(Agent-Based Simulation, ABS)和构建的模型对淮河流域的暴雨洪涝人口风险动态变化进行仿真.仿真结果表明本文的方法能对暴雨的轻度、中度和重度三种人口风险进行动态分析.研究结果表明基于多智能体的模拟仿真能评估暴雨洪涝全过程的人口风险动态变化.     

基于规范划分集的并行循环计算划分

计算划分问题是并行编译中最为重要的问题之一.针对并行循环,在数据分布确定的情况下,提出了基于规范集的计算划分算法,具体讨论了规范集的获取方法及综合通信与负载均衡的最优方案选取算法.实验表明,在并行循环处理方面,这一算法与以前几种算法相比更加简单、有效;采用这一算法的p_HPF编译器对数据并行应用问题可以获得良好的加速比和效率.该编译器已在石油领域得到应用.     

国产异构架构系统上HPL的优化与分析

随着异构系统成为建造超级计算机的重要选择,如何让CPU与加速器协调工作以充分发挥异构系统的计算性能具有重要意义.HPL是高性能计算领域最重要的基准测试程序,传统面向纯CPU系统的HPL算法通过利用加速器加速矩阵乘法的做法已经无法取得很好的性能.针对这一问题,本文基于新的国产处理器-国产加速器异构系统提出了一个新的HPL性能模型,设计了一种全新的多线程细粒度异构HPL算法.我们完成了一个轻量级跨平台异构加速框架HPCX用来实现跨平台的HPL算法.我们的性能模型能够准确的预测类似异构系统的HPL性能,我们的多线程细粒度异构HPL算法在NVIDIA GPU平台上性能超过目前NVIDIA平台上性能最好的NVIDIA官方闭源nvhpl程序9%.在国产处理器-国产加速器平台512节点的规模上,我们的新HPL算法实现了2.3PFLOPS实测峰值性能和71.1%的浮点效率.     

基于数字地球的洪水淹没分析及仿真研究

针对洪涝灾害中洪水淹没问题,采用现代信息技术对洪水进行淹没分析和三维仿真。基于瓦片金字塔模型生成研究区域的三维地形,在此基础上按照精度要求构建指定步长的矩形格网模型,对给定洪水水位值和洪水量已知的两种情况分别进行洪水淹没分析,提出洪水淹没仿真系统体系,采用三维仿真技术对洪水淹没进行三维仿真进行淹没过程的三维仿真。实例表明,方法具有较好的实用性,对防洪决策及洪灾后评估等具有重要意义。