基于Euler方法的爆炸场大规模数值模拟并行计算策略

1

作者 宁建国 高义 《兵工学报》 北大核心 2025年第10期1-11,共11页

针对爆炸场数值模拟中的计算规模大和并行效率低的问题,基于Euler方法提出了一种基于分布式共享内存的并行计算策略。该策略通过构建非一致性内存访问架构的集群系统,并结合消息传递接口以及无限宽带高速网络,对pMMIC-3D程序的并行化策... 针对爆炸场数值模拟中的计算规模大和并行效率低的问题,基于Euler方法提出了一种基于分布式共享内存的并行计算策略。该策略通过构建非一致性内存访问架构的集群系统,并结合消息传递接口以及无限宽带高速网络,对pMMIC-3D程序的并行化策略进行了优化,进而提升了程序的大规模计算能力。通过炸药在空中爆炸问题的仿真算例,测试了并行程序的准确性、加速比、并行效率和计算规模,测试结果表明所提出的并行策略准确有效,并显著降低了通信开销且提高了计算效率。此外,为进一步验证该并行策略在复杂场景下的适用性,选用炸药在混凝土建筑结构内部爆炸算例进行测试并与实验结果进行了对比,计算结果表明,该并行策略具备了处理复杂大规模爆炸场数值模拟的能力,适用于实际工程应用。 展开更多

关键词 爆炸场 euler方法 并行化策略 非一致性内存访问 消息传递接口

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聚能装药成型及侵彻的三维欧拉数值算法及并行化

2

作者 高义 宁建国 许香照 《兵工学报》 北大核心 2025年第S1期173-182,共10页

聚能装药成型及侵彻过程涉及金属药型罩在爆轰波作用下的极端大变形、射流成型及多种材料耦合作用等复杂物理现象。欧拉算法相较于拉格朗日方法更适合处理大变形问题。使用Euler数值方法,对聚能装药成型以及侵彻的过程进行了数值模拟。... 聚能装药成型及侵彻过程涉及金属药型罩在爆轰波作用下的极端大变形、射流成型及多种材料耦合作用等复杂物理现象。欧拉算法相较于拉格朗日方法更适合处理大变形问题。使用Euler数值方法,对聚能装药成型以及侵彻的过程进行了数值模拟。通过将欧拉方法并行化,搭建非一致性内存访问的并行架构,不同节点之间使用MPI(Message Passing Interface)进行数据交换,在主节点上创建共享内存窗口RMA(Remote Memory Access),有效降低了节点之间的通信消耗,提升了聚能装药成型及侵彻模拟的数值计算效率。在pMMIC3D程序的基础上,使用有限差分的数值方法进行数值求解,模拟了聚能装药成型及侵彻靶板的过程,验证了欧拉数值算法及并行化策略的可行性。为验证该并行策略的高效性,与UMA(Uniform Memory Access)一致性内存访问架构的并行方法进行对比,结果表明,所提出的并行化方法的计算时间最短,进一步验证了该并行化方法的高效性。通过将仿真计算结果进行可视化显示和数据对比,分析了药型罩的锥角对射流成型的影响,并对金属靶板侵彻深度进行了研究。 展开更多

关键词 聚能装药成型及侵彻 euler方法并行化 非一致性内存访问 MPI

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高级Petri网并行化预处理方法的研究 被引量：4

3

作者 李文敬 廖伟志 +1 位作者 元昌安 李双 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第5期1100-1107,共8页

为了解决复杂的Petri网并行化及模拟执行问题,提出将颜色等高级Petri网转化成库所/变迁网(Place/Transition Net)的并行化预处理方法,以便能够对P/T网实现并行化。根据颜色高级Petri网与P/T网系统的特点及其内在联系,从结构模型、代数... 为了解决复杂的Petri网并行化及模拟执行问题,提出将颜色等高级Petri网转化成库所/变迁网(Place/Transition Net)的并行化预处理方法,以便能够对P/T网实现并行化。根据颜色高级Petri网与P/T网系统的特点及其内在联系,从结构模型、代数模型对颜色Petri网转化为P/T网的预处理方法进行研究,并通过实例和编程对预处理方法的正确性和有效性进行验证。实验结果表明,提出的高级Petri网并行化预处理方法是可行而有效的。 展开更多

关键词 高级PETRI网 结构模型 代数模型 P T网 并行化预处理方法

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基于P-不变量的Petri网并行化方法的研究 被引量：2

4

作者 李文敬 王汝凉 廖伟志 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2009年第16期3758-3761,3770,共5页

为使Petri网系统能够并行执行或模拟运行,提出了基于P-不变量的Petri网并行化方法。根据Petri网系统具有同步与并发的特点,给出基于P-不变量的Petri网模型分割、进程创建条件与并行化分析。在此基础上,提出并行进程创建条件拓展定理并... 为使Petri网系统能够并行执行或模拟运行,提出了基于P-不变量的Petri网并行化方法。根据Petri网系统具有同步与并发的特点,给出基于P-不变量的Petri网模型分割、进程创建条件与并行化分析。在此基础上,提出并行进程创建条件拓展定理并给予证明和实例验证。给出实现并行化所需要解决的Petri网模型行为规范的形式化、P-不变量求解与基于P-不变量的Petri网并行化方法。实验结果表明,基于P-不变量的Petri网系统的并行化方法是可行和有效的。 展开更多

关键词 P-不变量 PETRI网 分割 并行进程 并行化方法

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一种从Z规约到并行程序的精化方法 被引量：3

5

作者 万剑怡 孙永强 薛锦云 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第11期2106-2111,共6页

提出了一种通过对设计模式进行精化,从Z规约开发并行程序的方法.该方法对Z语言进行了并行扩充,从Z功能规约出发,通过使用扩展的设计模式逐步精化得到并行的设计规约,再通过保持语义的转换,得到可最后转换为并行代码的抽象并行程序.通过... 提出了一种通过对设计模式进行精化,从Z规约开发并行程序的方法.该方法对Z语言进行了并行扩充,从Z功能规约出发,通过使用扩展的设计模式逐步精化得到并行的设计规约,再通过保持语义的转换,得到可最后转换为并行代码的抽象并行程序.通过实例对这一方法进行了详细的描述. 展开更多

关键词 Z规约 并行程序 精化方法 程序设计

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一种将设计模式用于程序精化演算的并行程序设计方法研究 被引量：2

6

作者 万剑怡 孙永强 薛锦云 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2003年第2期318-324,共7页

并行程序设计是并行计算的难点之一 提出了一种将设计模式用于程序精化演算的并行程序设计方法 它通过在Z语言的Schema演算体系中扩充并行的概念和表示 ,使用设计模式 ,将问题求解和并行开发的知识进行形式化的定义与描述 ,通过扩充的S... 并行程序设计是并行计算的难点之一 提出了一种将设计模式用于程序精化演算的并行程序设计方法 它通过在Z语言的Schema演算体系中扩充并行的概念和表示 ,使用设计模式 ,将问题求解和并行开发的知识进行形式化的定义与描述 ,通过扩充的Schema演算将其与模型规范进行复合 ,逐步精化得到抽象并行程序 展开更多

关键词 设计模式 程序精化演算 并行程序设计方法 面向对象 并行计算 软件开发

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Petri网系统并行化方法的研究 被引量：1

7

作者 李文敬 王汝凉 蓝贞雄 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期400-405,共6页

对Petri网系统并行化一般方法的研究。给出了使用P/T网作为研究对象的原因以及基于P-不变量的Petri网系统分割技术和并行进程创建的条件;提出了非负库所和共享库所进程的并行化条件和方法,并对它们进行证明和实例验证;对不存在P-不变量... 对Petri网系统并行化一般方法的研究。给出了使用P/T网作为研究对象的原因以及基于P-不变量的Petri网系统分割技术和并行进程创建的条件;提出了非负库所和共享库所进程的并行化条件和方法,并对它们进行证明和实例验证;对不存在P-不变量的Petri网并行化问题进行讨论,确定其不存在并行进程,Petri网不能并行化;提出Petri网系统并行化的一般方法和实现步骤,使其成为各应用领域Petri网系统并行化过程中一种通用的、有效的方法。 展开更多

关键词 PETRI网 网转换 网分割 创建进程 并行化方法

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动态规划的并行化方法 被引量：1

8

作者 慕德俊 戴冠中 佟明安 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期360-362,共3页

基于动态规划法提出了寻找最短路程的并行化方法 ,该方法将递推计算问题影射到两个线性阵列结构上并行实现 ,提高了计算的实时性。该方法也可用于动态规划法并行求解其它多级决策过程。

关键词 动态规划 阵列结构 并行化方法 多级决策过程

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求解大型矩阵特征值问题的并行精化Davidson方法

9

作者 王顺绪 戴华 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2009年第5期922-928,共7页

针对共享主存的并行计算环境和微机网络并行计算环境,本文给出了求解大型稀疏对称矩阵的部分极端特征对的并行精化Davidson方法,分析了该法的内在并行性。各处理器利用矩阵的行块和投影子空间的正交基所组成矩阵的行块进行运算,结合重... 针对共享主存的并行计算环境和微机网络并行计算环境,本文给出了求解大型稀疏对称矩阵的部分极端特征对的并行精化Davidson方法,分析了该法的内在并行性。各处理器利用矩阵的行块和投影子空间的正交基所组成矩阵的行块进行运算,结合重新启动策略求解矩阵多个特征对的近似值,并用以计算某型号机翼的固有频率,在微机网络并行计算环境和拥有共享主存并行计算环境IBM-P650上进行了数值试验。 展开更多

关键词 并行计算 特征值问题 Davidson方法 精化方法

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稀薄气体直接仿真蒙特卡洛方法交互式并行化系统研究与实现

10

作者 傅游 花嵘 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2009年第5期75-80,共6页

在分析稀薄气体直接仿真蒙特卡洛(Direct Simulation Monte Carlo,DSMC)方法特点的基础上,研究了基于高性能计算平台的DSMC问题交互式并行化技术,提出了DSMC交互式并行化流程和DSMC程序并行化系统体系结构,实现了能对DSMC问题进行处理... 在分析稀薄气体直接仿真蒙特卡洛(Direct Simulation Monte Carlo,DSMC)方法特点的基础上,研究了基于高性能计算平台的DSMC问题交互式并行化技术,提出了DSMC交互式并行化流程和DSMC程序并行化系统体系结构,实现了能对DSMC问题进行处理的交互式并行化软件系统,并应用到两个微通道DSMC方法算例的并行化中,并行化后的两个算例在8个节点的并行集群系统上的计算结果与原串行程序完全吻合,证明了该交互式并行化方法的正确性。 展开更多

关键词 稀薄气体 直接仿真蒙特卡洛方法 并行化 交互式

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计算机模拟薄气体流动的并行化方法研究

11

作者 花嵘 傅游 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2003年第3期49-52,共4页

研究了DSMC方法的数据并行化技术,提出一种并行化方法,并对实际算例进行处理,测试结果表明该方法是正确而有效的。

关键词 数据并行化 DSMC方法 稀薄气体 流动模拟 计算机模拟 传热问题 仿真

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间断Galerkin有限元隐式算法GPU并行化研究

12

作者 高缓钦 陈红全 +1 位作者 贾雪松 徐圣冠 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期21-33,I0001,共14页

为了提高间断伽辽金(discontinuous Galerkin,DG)有限元方法的计算效率,围绕求解Euler方程,构建了基于图形处理器(graphics processing unit,GPU)并行加速的隐式DG算法。算法结合Roe格式进行空间离散,采用人工黏性法处理激波等间断问题... 为了提高间断伽辽金(discontinuous Galerkin,DG)有限元方法的计算效率,围绕求解Euler方程,构建了基于图形处理器(graphics processing unit,GPU)并行加速的隐式DG算法。算法结合Roe格式进行空间离散,采用人工黏性法处理激波等间断问题,时间推进选用下上对称高斯-赛德尔(lower-upper symmetric Gauss-Seidel,LU-SGS)隐式格式。为了克服传统隐式格式固有的数据关联依赖问题,借助于本文提出的面向任意网格的单元着色分组技术,先给出了LUSGS隐式格式的并行化改造,使得隐式时间推进能按颜色组别依次并行,由于同一颜色组内算法已不存在数据关联,可以据此实现并行化。在此基础上,再结合DG算法局部紧致等特点,基于统一计算设备架构(compute unified device architecture,CUDA)编程模型,设计了依据单元的核函数,并构建了对应的线程与数据结构,给出了DG有限元隐式GPU并行算法。最后,发展的算法通过了多个二维和三维典型流动算例考核与性能测试,展示出隐式算法GPU加速的效果,且获得的计算结果能与现有的文献或实验数据接近。 展开更多

关键词 间断伽辽金方法 LU-SGS隐式格式 GPU并行化 单元着色分组 euler方程

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Graphlet Degree Vector方法的优化与并行

13

作者 宋祥帅 杨伏长 +1 位作者 谢江 张武 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2020年第2期398-403,共6页

Graphlet Degree Vector(GDV)是一种研究生物网络的重要方法,能揭示生物网络中各节点与其局部网络结构的相关性,但随着需要挖掘的自同构轨道数量的增加以及生物网络规模的增大,GDV方法的时间复杂度会呈指数级增长。针对这个问题,在现有... Graphlet Degree Vector(GDV)是一种研究生物网络的重要方法,能揭示生物网络中各节点与其局部网络结构的相关性,但随着需要挖掘的自同构轨道数量的增加以及生物网络规模的增大,GDV方法的时间复杂度会呈指数级增长。针对这个问题,在现有串行GDV方法的基础上,实现了基于消息传递接口(MPI)的GDV方法并行化;此外又将GDV方法进行了改进并将改进后的方法实现了并行优化,改进后的方法在寻找不同节点自同构轨道的过程中优化了计算过程以解决重复计算的问题,同时结合负载均衡策略合理分配任务。模拟网络数据和真实生物网络数据上的实验结果表明,并行化的GDV方法与改进后的并行化GDV方法都具有较好的并行性能,并且对不同类型不同规模的网络都具有较强的适用性,扩展性强,可有效地保持寻找网络中自同构轨道的高效率。 展开更多

关键词 Graphlet DEGREE Vector方法 生物网络 自同构轨道 子图枚举 并行化 消息传递接口

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创建设计方法新探──基于数字化技术的并行设计方法

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作者 余晓宝 《南京艺术学院学报（美术与设计）》 2000年第1期71-73,共3页

关键词 工业设计 设计方法 数字化技术 并行化设计

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Krylov子空间方法及其并行计算 被引量：20

15

作者 李晓梅 吴建平 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2005年第1期19-20,40,共3页

Krylov子空间方法在提高大型科学和工程计算效率上起着重要作用。本文阐述了Krylov子空间方法产生的背景、Krylov子空间方法的分类,在此基础上,研究了分布式并行计算环境下Krylov子空间方法的并行计算方法,给出了Krylov子空间方法的并... Krylov子空间方法在提高大型科学和工程计算效率上起着重要作用。本文阐述了Krylov子空间方法产生的背景、Krylov子空间方法的分类,在此基础上,研究了分布式并行计算环境下Krylov子空间方法的并行计算方法,给出了Krylov子空间方法的并行化策略。 展开更多

关键词 KRYLOV子空间方法 并行计算 并行算法 CG迭代法 双正交化方法

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最优化方法应用于裂变核反应理论计算的研究 被引量：2

16

作者 田源 续瑞瑞 +6 位作者 张玥 陶曦 王记民 金永利 张智 孙小东 葛智刚 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期918-926,共9页

中子诱发裂变核反应的反应机制十分复杂,需由光学模型、复合核模型等共同描述,因此需同时对大量参数进行调节才能正确描述裂变核反应数据。本文在FUNF裂变核反应模型基础上,利用先进的最优化方法MINUIT,结合MPI的并行计算方法,研究了MIN... 中子诱发裂变核反应的反应机制十分复杂,需由光学模型、复合核模型等共同描述,因此需同时对大量参数进行调节才能正确描述裂变核反应数据。本文在FUNF裂变核反应模型基础上,利用先进的最优化方法MINUIT,结合MPI的并行计算方法,研究了MINUIT对裂变核反应调参的工作原理,并以中子诱发^(238)U的裂变核反应为例,验证了裂变核反应数据优化方法的可靠性。 展开更多

关键词 最优化方法MINUIT 裂变核 核反应截面 FUNF 并行化方法MPI

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求解3D弹性波方程的并行WNAD方法及其TI介质中的波场模拟 被引量：3

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作者 宋国杰 杨顶辉 +1 位作者 童平 练永生 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期547-559,共13页

准确模拟TTI介质中弹性波的传播是研究地震各向异性、AVO反演的基础.在二维加权近似解析离散化(WNAD)算法的基础上,本文发展的并行WNAD算法是一种研究三维横向各向同性(TI)介质中弹性波传播的、快速高效的数值模拟方法.我们首先介绍三维... 准确模拟TTI介质中弹性波的传播是研究地震各向异性、AVO反演的基础.在二维加权近似解析离散化(WNAD)算法的基础上,本文发展的并行WNAD算法是一种研究三维横向各向同性(TI)介质中弹性波传播的、快速高效的数值模拟方法.我们首先介绍三维WNAD方法的构造过程,然后与经典的差分格式——交错网格(SG)算法进行了比较.理论分析和数值算例表明,WNAD算法比交错网格算法更适合在高性能计算机上进行大规模弹性波场模拟.同时,本文利用并行的WNAD方法研究了弹性波在TTI介质中的传播规律,观测了TI介质中弹性波传播的重要特征:横波分离、体波耦合和速度各向异性等.在TTI介质分界面处,弹性波产生更加复杂的折射、反射和波型转化,使得波场非常复杂,研究和辨别不同类型的波能够加深我们对由裂隙诱导的各向异性介质的认识. 展开更多

关键词 波场模拟 加权的近似解析离散化方法 TTI介质 数值频散 并行计算

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基于并行化多路径的IPv6网络拓扑发现算法 被引量：4

18

作者 董守玲 林香鑫 李佳 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期15-21,34,共8页

传统的基于源路由机制的Traceroute6拓扑发现方法应用于IPv6网络时存在效率低、耗时长等问题,为此,提出了并行化多路径(Parallel Multi-Traceroute,PMT)发现算法,通过规则对庞大的探测空间进行压缩,同时改变ICMP包的收发方式.在华南理... 传统的基于源路由机制的Traceroute6拓扑发现方法应用于IPv6网络时存在效率低、耗时长等问题,为此,提出了并行化多路径(Parallel Multi-Traceroute,PMT)发现算法,通过规则对庞大的探测空间进行压缩,同时改变ICMP包的收发方式.在华南理工大学校园网上对PMT算法的准确性、完整性以及效率进行了测试,并与传统的Traceroute算法进行对比.结果表明:使用PMT算法得到的结果与实际网络更加吻合,源路由机制对拓扑完整性、准确性起到了很好的补充作用;PMT算法的探测时间比未改进的传统的Trace-route算法平均缩短89%,可以满足IPv6校园网络拓扑发现的实际需求. 展开更多

关键词 源路由机制 拓扑发现 并行化多路径发现算法 Traceroute6拓扑发现方法 IPv6网络环境

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细长矩阵的块正交化方法 被引量：1

19

作者 宋君强 龚西平 +2 位作者 张理论 赵文涛 吴建平 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2010年第4期90-92,共3页

本文提出了一种与经典格拉姆-施密特正交化方法得到相同理论结果的细长矩阵的正交化方法。该方法在增加部分冗余计算的情况下,将经典格拉姆-施密特正交化方法中的向量内积计算转换为可同时计算,使之更适合于并行计算。数值实验表明,该... 本文提出了一种与经典格拉姆-施密特正交化方法得到相同理论结果的细长矩阵的正交化方法。该方法在增加部分冗余计算的情况下,将经典格拉姆-施密特正交化方法中的向量内积计算转换为可同时计算,使之更适合于并行计算。数值实验表明,该方法是正确的。 展开更多

关键词 格拉姆-施密特正交化方法 冗余计算 并行计算

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基于JASMIN的并行多层快速多极子方法研究

20

作者 刘阳 周海京 +2 位作者 鲍献丰 安恒斌 刘旭 《微波学报》 CSCD 北大核心 2014年第S2期85-88,共4页

多层快速多极子方法(MLFMM)以其在计算复杂度和内存消耗上的优势被评为二十世纪科学与工程计算领域的十大算法之一,并已广泛应用于大规模电磁问题的计算。近年来,随着超电大规模工程问题模拟需求日益增长,多层快速多极子方法并行化的相... 多层快速多极子方法(MLFMM)以其在计算复杂度和内存消耗上的优势被评为二十世纪科学与工程计算领域的十大算法之一,并已广泛应用于大规模电磁问题的计算。近年来,随着超电大规模工程问题模拟需求日益增长,多层快速多极子方法并行化的相关研究成为计算电磁学领域的一个热点课题。基于并行自适应结构网格应用支撑软件框架(JASMIN),设计并开发了用于电大金属目标电磁散射特性分析的多层快速多极子方法并行化程序JEMS-MLFMM。数值模拟表明了程序的正确性和有效性。 展开更多

关键词 多层快速多极子方法 并行化 表面积分方程 JASMIN

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