耗散粒子动力学平衡并行算法的实现

提出了一种耗散粒子动力学（DPD）的平衡并行（BPDPD）算法,解决了传统DPD程序计算时间过长的问题。通过动态的划分模拟空间实现了节点间的负载均衡,并且运用子节点数据本地重建机制有效减少了节点通信的数据量。对锚定蛋白质的聚集做了模拟,实验结果显示,该算法有效的减少DPD模拟的时间,并在10节点的集群上得到了6.3的加速比。     

基于多核的并行混合交通微观仿真系统

为了提高混合交通微观仿真的运行速度,基于多核并行计算技术构建了一个混合交通微观仿真平台.文中首先从平台功能结构、并行混合交通微观仿真流程设计与实现两个方面对平台进行介绍;其次,设计并实现了该仿真平台的关键并行算法,包括初始路网分割算法、车辆穿越边界算法及动态负载平衡算法;最后,通过仿真实验验证了多核并行计算技术能够大大提高混合交通微观仿真的运行效率.     

层叠式并行图像Hash函数的结构及其算法实现

传统Hash函数采用链式结构,不能充分利用图形和图像的二维特征来提高处理速度,更难以支持并行计算。为克服这2个缺点,提出了一种Hash函数结构,其在并行计算平台上的时间复杂度仅为o(logn)。分析了该结构相关的基本问题,并设计了在该结构下基于细胞神经网络实现的Hash函数。实验结果表明该Hash函数具有优异的敏感性、随机性和抗碰撞能力。     

Porosity and permeability evolution and evaluation in anisotropic porosity multiscale-multiphase-multicomponent structure

Based on the hybrid hypersingular integral equation-lattice Boltzmann methods (HHIE-LBM), the porosity and permeability evolution and evaluation process in anisotropic saturated porosity multiscale-multiphase-multicomponent (ASP-MS-MP-MC) structures under ultra high temperature and pressure conditions was analyzed on parallel CPU and GPU platforms. First, virtual physical models at multi-spatial scales (2 μm, 5 μm and 10 μm) were restructured by computerized microtomography technology and data. Second, using HHIE-LBM methods, the anisotropic porosity and permeability tensor at core level and pore level under ultra high temperature and pressure conditions were calculated. Third, the evolution and evaluation process of the porosity and permeability as a function of multi temporal spatial scales was investigated. Finally, the relationship between porosity and permeability and ASP-MS-MP-MC structures (micro-meso-macro-scale) was explored.     

一种求取复杂结构金属的互连电容的新算法

为了求解导体间产生的寄生电容,提出一种新型随机算法,能快速并准确的计算出二维和三维复杂结构金属间的互连电容。设计了以方形随机漫步为基础的停留介面法,可用于处理含有斜边导体和多层介电质结构;给出了电容矩阵的详细推导公式,应用口字型积分法求取了电场值;分析了取样点的布置和并行架构。最后与商业软件求出的寄生电容结果进行了对比,并分析了并行计算和串行计算的效率。结果表明,求解的寄生电容误差范围都可达业界要求3%以内;在32核计算机下,并行计算时间比串行计算时间快30倍。由此可见,此新算法可用于计算二和三维复杂结构,且不受限于矩形或梯形导体,且也不受限于介电质层数,可高效的计算出导体间产生的寄生电容。     

基于GPU的FDTD算法

GPU（Graphic Processing Unit）,即图形处理器是英伟达公司首先提出来的一个概念。其初始目的是用来进行图形渲染,并不是为了进行通用计算。近年来,图形处理器（GPU）的发展日益成熟,随着CUDA（Compute Unified Device Architecture）构架的推出,GPU的应用范围不在局限于计算机图形学本身,扩展到各个领域。FDTD（Finite Difference Time Domain）的计算过程可以很容易的划分为多个子计算过程,而子计算过程之间同时进行着相似的计算,...     

大规模薄膜生长的格子MC模拟并行计算

基于1000×1000个原子的Ti薄膜淀积生长过程的模拟, 在分布式并行系统上提出了区域重叠划分和异步通信的有效并行计算策略, 并运用Monte Carlo方法实现了模拟真实沉积速率下的大规模薄膜生长的并行计算过程, 缩短了薄膜生长模拟计算时间. 实现的并行算法能够模拟比以前粒子数大得多的真实沉积速率下薄膜生长问题, 从而为运用计算机方法模拟薄膜生长提供了有效的手段.     

大型线性瞬态系统周期响应的多分裂波形松弛方法

将波形松弛与多分裂技术结合对大型周期线性瞬态系统进行处理，通过建立多分裂周期波形松弛算子谱的表达式，给出算法的一个收敛性条件为对应多分裂周期波形算子的谱半径小于1，该方法对周期波形松弛算法进行了推广，数值实验结果验证了理论分析结果，同时表明多分裂波形松弛方法可以有效加速周期波形松弛解耦算法的收敛性能。     

基于LINUX的NOW系统的构建

以一个实际的并行机群（NOW）系统为例，介绍了NOW并行计算环境的构建过程和在LINUX环境下的具体配置。     

广义本征值并行计算及在晶体能带中的应用

本文提出一个利用“黑匣子”思想并行求解高阶广义矩阵本征问题的分块消去迭代算法,并在国家智能计算机研究开发中心研制的大规模并行计算机曙光1000上成功地解算了非线性光学晶体电子结构计算中的1572阶复共轭对称矩阵偶的广义矩阵本征问题,应用于中国科学院福建物质结构研究所陈创天等人发现的LBO非线性光学晶体电子结构分析,使用能带方法完成了该晶体电子态的自治计算.我们对新算法进行了迭代过程收敛性、误差分析、并行设计、并行效率的分析研究与数值实验.