嵌入原子势的分子动力学并行算法研究

针对嵌入原子势,提出了1种新的并行分子动力学算法--作用力分解算法.并与另外2种并行算法进行了比较.作用力分解算法并行代码编写简单,不要求模拟区域具有规则形状.而测试并行后的速度表明,当计算的原子数目小于104数量级时,它是最佳的并行算法.     

化学驱软件中化学平衡的并行计算

为了探索化学驱油藏数值模拟软件高效的整体并行化方案 ,对 DQCHEM2 .0软件中化学平衡计算部分进行并行化改造 ,设计了两种区域分解并行化的方式。一种方式是将整个区域按 CPU数进行分解 ,每个 CPU计算一个子域 ;另一种方式是按照额定的子域中网格单元的数量进行分解 ,每个 CPU将计算多个子域。比较而言 ,前者数据传输量少 ,而后者有利于负载平衡。在并行程序中 ,采用 MPI消息传递库实现数据的传输。测试结果显示了较好的局部并行效率。 8个 CPU的加速比达到 6.4。对测试数据的分析表明 ,两种区域分解方法适用于不同的情况     

区域分解法解黑油数值模拟问题的并行计算

区域分解方法是适应并行计算机的工作原理应运而生的偏微分方程数值算法,将它应用于解决三维实际问题且行之有效的并行软件并不多见．本文基于共享内存多处理机并行系统解决一类三维黑油油藏数值模拟问题,分别给出了子结构类型ＤＤＭ和Ｓｃｈｗａｒｚ类型ＤＤＭ两种区域分解方法的并行算法,并进行了比较,就它们在实际应用中的区域划分对收敛速度及计算时间的影响进行了讨论     

基于区域分解的并行SIMPLER算法研究

在同位网格上建立了基于重叠型区域分解的并行SIMPLER算法，给出了区域划分和数据交换的实施细则．并在集群系统下通过对顶盖驱动方腔流进行模拟验证了算法的可靠性．数值结果表明，加速比成线性增加，随着计算规模的增大，并行效率可达到95％以上．     

三维多子区激光推进数值模拟的并行设计与分析

针对三维多子区激光推进并行数值模拟问题,基于按子区独立进行区域分解策略,引入物理网格点负载权重,实现了负载平衡.通过提高Cache命中率、优化消息传递、并行写文件等措施,使设计实现了所研究问题的并行化.并在某国产巨型机上对不同算例进行了测试.当并行度为16时,最低加速比高于8.96,实现了采用并行计算加快激光推进机理研究的目的.     

并行程序设计中的消息传递机制

阐述了在分布式存储的并行计算机系统上基于消息传递的并行程序设计技术,讨论了域分解和功能分解的方法,并以MPI为例简要介绍了消息传递接口。     

产品并行设计多Agent系统中任务分解和协调模型的研究

适当的任务分解是网络式分布环境下进行产品并行设计的关键。本文分析了产品并行设计中任务分解的原则 ,提出了一种进行任务分解的与或树方法 ,探讨了在多Agent系统中并行设计各任务间的组织方法和协调策略 ,并对KQML语言作了扩充 ,这些工作为减少多Agent间的通讯量 ,加强多Agent间的相互协作 ,提高产品并行设计效率奠定了基础     

定常不可压Navier-Stokes方程的并行有限元算法

Navier-Stokes(N-S)方程组是描述流体运动的基本方程组,其数值模拟对我国的国防建设与工业设计非常重要。在高性能并行机和并行计算技术飞速发展的今天,其并行数值计算方法的研究是当前计算流体力学领域最前沿的热门课题之一。基于局部与并行有限元离散技巧和区域分解方法,给出了数值求解定常不可压N-S方程的若干高效并行算法,这些算法实现简单,稍加修改现有的串行程序即可实现并行计算,通信需求少,能快速有效地模拟复杂的流体流动行为。我们给出了一些理论结果和数值算例,验证这些算法的有效性。     

大规模水电站群短期优化调度的并行求解

针对在求解大规模水电站群短期优化调度问题过程中,随电站数和时段数的增加,算法解算能力和时效性难以保证的问题,提出了一种基于水电站群分解的并行求解方法.该方法首先按照一定规则对目标电站群进行分解,形成若干相对独立的计算单元;随后应用逐次逼近动态规划、逐步优化方法,结合并行计算技术对电站群进行并行求解;最后通过归约整合得到整个电站群的优化结果.通过实例计算,证明了该方法的可行性;与串行方法的模拟结果对比,说明了该方法的有效性和优越性.     

并行数值模式超线性加速问题的个例研究

利用区域分解方法,对模拟大气重力波在中高层大气中非线性传播过程的数值模式进行了并行化处理,从而建立了并行数值模式.在两个并行机群上对并行数值模式的测试结果表明:在千兆以太网和内存配置较低的机群系统上,并行效率随着进程个数的增加而减低,当进程个数增加到16时,并行效率仅为0.65.在内存配置较高的机群系统上,并行效率随着进程个数的增加并不减小,甚至出现了超线性加速现象.比如当进程个数为160个时,并行效率达到1.28.通过比较研究可以说明,机群系统的缓存、物理内存和网络通讯延时都是影响加速比的重要因素.尽可能大的缓存和物理内存能够有效提高加速比,网络交换机的选择需要在延时和带宽间进行权衡.     

并行数值模式超线性加速问题的个例研究

利用区域分解方法,对模拟大气重力波在中高层大气中非线性传播过程的数值模式进行了并行化处理,从而建立了并行数值模式.在两个并行机群上对并行数值模式的测试结果表明:在千兆以太网和内存配置较低的机群系统上,并行效率随着进程个数的增加而减低,当进程个数增加到16时,并行效率仅为0.65.在内存配置较高的机群系统上,并行效率随着进程个数的增加并不减小,甚至出现了超线性加速现象.比如当进程个数为160个时,并行效率达到1.28.通过比较研究可以说明,机群系统的缓存、物理内存和网络通讯延时都是影响加速比的重要因素.尽可能大的缓存和物理内存能够有效提高加速比,网络交换机的选择需要在延时和带宽间进行权衡.     

粒子群算法并行化方法研究

本文研究了目前比较流行的并行化方法，并分别使用了基于任务分解的方法．基于分治模式的方法，基于主从模式的方法对粒子群算法（PSO算法）进行了并行化实现，分析了并行PSO算法的优势，并提出其适用范围。     

并行分解法用于交直流并联系统概率稳定性计算

介绍了交直流并联系统暂态稳定模型,分析了影响暂态稳定性的各种随机因素并提出了概率稳定性评估的定量指标。通过对扰动及系统响应的时序结构分析,提出了并行分解定理,从而建立起交直流并联系统概率稳定计算的并行分解Monte Carlo法。本文还通过算例说明了有关概念及方法的应用。     

求解稠密线性方程组的并行算法研究

基于对稠密线性方程组系数矩阵的一种新的分解方法，给出了分解与求解过程的并行算法，并分析了利用Ｐ台处理机并行运算时的加速比。     

分布式VHDL模拟算法

主要介绍了分布式并行VHDL模拟算法。此算法根据电路本身的并行特性，使用多年来处理单元行模拟VHDL模型电路，因此可以极大的提高模拟速度，但仍需要进一步的研究。     

无网格数值模拟的并行算法研究

对无网格数值模拟的并行算法进行了详细研究.包括使用并行桶搜索算法进行节点搜索,使用并行几何搜索算法进行样点搜索,并行计算无网格形函数及其导数,边界条件的并行处理,使用并行预处理共轭梯度法求解方程组以及负载平衡等.最后给出了无网格数值模拟并行计算的实施流程和计算实例.计算结果表明,无网格数值模拟具有很高的并行性和很好的并行效率,计算规模越大,并行效率越高.     

求解稠密线性方程组的并行算法研究

基于对稠密线性方程组系数矩阵的一种新的分解方法,给出了分解与求解过程的并行算法,并分析了利用Ｐ台处理机并行运算时的加速比     

双重介质油藏数值模拟并行算法研究

裂缝型碳酸盐岩油藏非均质性极强,数值模拟运算时间长,迫切需要一种切实可行的解决方法。介绍了区域分解法在数值模拟中的应用方法,提供了油藏数值模拟串行算法并行化的一般策略与方法。基于已开发的双重介质油藏数值模拟串行算法及建立的Windows平台PC集群网络并行计算环境,利用消息传递界面（MPI库）实现了并行过程中所有消息的传递功能。通过对国内某实际碳酸盐岩油田的模拟表明,并行后的算法是成功的,2个PC加速比高达1.86,4个PC达到3.46,8个PC达到6.89。通过模拟还发现,并行数值模拟时,存在最佳的子区域规模和数目。该算法解决了大规模碳酸盐岩油藏数值模拟时间长的问题,具有实际的应用价值。     

关于并行优化算法的分析

对整体的并行优化算法，如：并行变量分块算法（PVD）、并行梯度分块算法（PGD）、并行变量转换算法（PVT）等进行了分析。这些算法将原最优化问题分解为一系列规模较小的且相互独立的子问题，从而用多台处理机同时对这些子问题求解，减少了工作量、缩短了计算时间。     

多核并行测试系统研究

针对传统测试程序在并行测试中效率提升不明显的问题,结合测试流程提出了基于任务、数据、数据流的3种分解方法,以解决测试中的可并行性分解问题.将大幅增加了并行能力的多核(MCP)技术引入并行测试平台,使得任务并行度的实时性进一步得以提升,进而提出了基于工作量的并行测试任务调度策略,优化了MCP平台的测试流程与任务调度,解决了单核测试程序对MCP技术利用率不高的问题.实验结果表明,基于MCP的测试平台较之单核平台的测试效率可提升30%～50%.