纯无网格并行计算在传热方程数值模拟中的应用

考虑纯无网格并行计算在传热方程数值模拟中的应用. 首先将Taylor展开式保留到三阶导数, 拓展应用纯无网格有限点集法(FPM), 对三维热传导方程进行求解以提高数值精度; 其次引入MPI并行计算技术, 通过循环语句的并行, 采用多个CPU计算以提高计算效率, 得到一种针对三维热传导问题模拟的可靠、 高效性纯网格并行FPM算法. 在数值算例中, 先对不同区域上带不同边值条件的传热问题进行求解, 并与解析解对比, 分析给出算法的计算效率和误差; 然后用给出的并行算法对功能梯度材料中温度随时间演化过程进行模拟预测, 并与其他数值结果做比较, 以验证数值预测的可靠性.     

纯无网格并行计算在传热方程数值模拟中的应用

考虑纯无网格并行计算在传热方程数值模拟中的应用. 首先将Taylor展开式保留到三阶导数, 拓展应用纯无网格有限点集法(FPM), 对三维热传导方程进行求解以提高数值精度； 其次引入MPI并行计算技术, 通过循环语句的并行, 采用多个CPU计算以提高计算效率, 得到一种针对三维热传导问题模拟的可靠、 高效性纯网格并行FPM算法. 在数值算例中, 先对不同区域上带不同边值条件的传热问题进行求解, 并与解析解对比, 分析给出算法的计算效率和误差； 然后用给出的并行算法对功能梯度材料中温度随时间演化过程进行模拟预测, 并与其他数值结果做比较, 以验证数值预测的可靠性.     

三维数值流形法覆盖系统并行分区生成算法

三维数值流形方法（three dimensional numerical manifold method,3D-NMM）是岩土工程数值模拟中强大的数值方法之一。但一直存在接触判断困难、计算处理数据量大,效率低等问题。将并行计算技术应用于三维数值流形方法覆盖系统生成可以有效提升其覆盖系统的生成效率。详细研究了并行编程模式下三维数值流形法覆盖系统的生成算法。基于MPI分布式内存编程原理,将分区覆盖生成作为三维数值流形法并行覆盖生成基本思路。先采用规则粗六面体网格覆盖问题域,并利用Metis划分网格形成负载基本均衡的子区域,在原有串行算法的基础上设计了子区域覆盖系统的生成算法。并基于分布式内存存储模式下不同区域间数据传递需求,对本并行算法建立了界面信息传递算法,用以并行计算过程不同区域间中数据交流。最后,使用C++开发了基于布尔运算的三维数值流形单元及覆盖系统并行生成算法。算例表明此并行覆盖系统生成算法可有效提高三维数值流形法覆盖系统的生成效率及其应用规模     

树型网格下独立任务的实用调度算法

讨论在节点计算能力和网络通信速度异构的树型网格下独立任务的调度问题。与最小化任务总执行时间不同（该问题被证明是NP难题[1]）,本文修正[2]中为树型网格平台任务调度问题建立的整数线性规划模型,针对多层树通过线性规划模型求解最优任务分配数的时间复杂性大（ ）的问题,引入推拉方法,将多层树线性规划求解归结为单层树求解,复杂性降低为 ,其中 ,m为树的层数, 为第j层中节点的数目最多的节点的子节点数。基于求出的近似最优任务分配数,提出一个静态分布式的启发式任务调度算法。分析和实验表明,在异构的树型网格下做大量的独立任务调度时,算法性能优于同类算法。 关键词: 任务调度; 网格计算; 线性规划; 最优任务分配; 分布式任务调度算法;     

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.     

基于有限元自动生成系统(FEPG)的组合网格算法

针对工程计算中经常出现的局部特性(特别是奇性)问题,和以往解决此类问题的算法的局限性,提出一种基于有限元自动生成系统(FEPG)的组合网格算法.该算法采用两套网格求解,在整个求解区域采用较粗网格,不考虑奇异的影响;而在奇异附近区域采用较细的网格,考虑奇异的影响;整体粗网格求解和局部细网格求解反复迭代,求得最终结果.该算法用于实际工程计算的迭代次数少,与常用的有限元方法所求得的解相符合,为求解大型实际复杂问题提供了一个好的算法和思路.     

并行环境下基于图着色理论的空间数据部署

在面向计算部署到数据节点端执行的分布式并行环境下,提出一种基于图着色理论的适用于矢量空间数据的部署方法,将空间数据粒度的部署问题转化为图顶点着色的过程,提高了任意空间区域的信息查询效率.给出基于图着色理论的数据部署方法,并通过节点的任务量进一步改进算法,使得该算法可实现海量空间数据粒度的离散化部署,提高了空间数据检索和查询的并行化程度,充分利用了并行计算资源.     

基于改进粒子群优化的弹道并行求解算法

弹道解算精度与解算时间直接影响了火控系统的整体性能,然而精度与时间往往是相互矛盾的两个因素,在不损失精度的情况下提高解算速度具有重要意义. 基于改进粒子群优化的弹道并行求解算法,采用并行求解算法充分发挥多核计算机的性能,从而在不损失精度的前提下有效地提高了弹道解算的效率. 该方法首先通过引入粒子群优化算法将弹道解算转化为一个寻优过程,利用周氏迭代修正公式计算得到的修正角度引导粒子群更新加快算法的收敛速度;然后通过将粒子分配到并行域的线程中将弹道解算方法并行化. 数值实验表明本方法可以有效提高弹道解算的收敛速度,将计算时间平均缩短为原有时间的1/5.      

基于分布式对象技术EJB的并行与分布式计算研究

SUN公司的EJB标准是一种典型的分布式组件设计规范 基于EJB规范,实现了一个并行与分布式矩阵计算法,实验结果表明,该算法在分布式环境下,能够实现程序的并行化,并能有效提高计算效率     

结构动力分析隐式积分并行算法与实现

在分布式并行计算机环境下进行了有限元并行算法的研究,建立了结构动力分析的两种隐式积分方法（Ｎｅｗｍａｒｋ方法和Ｗｉｌｓｏｎ－θ方法）的并行化方法与算法步骤,设计了变带宽一维存储时有效刚度矩阵的三角分解并行算法;基于Ｔｒａｎｓｐｕｔｅｒ的分布式ＭＩＭＤ并行计算机上,采用３Ｌ并行ＦＯＲＴＲＡＮ编写了计算程序,并将其移植到有限元串并行混合分析软件ＰＦＥＭ中。以平面问题和空间板弯问题作为实例进行了数值计算。结果表明计算方法具有较高的并行效率。当自由度为７５７９,最大带宽为７２６时,２个和３个处理器工作的并行效率分别为０．７０和０．５５。     

分枝限界法的并行处理

该文对分枝阻界法的并行化作了深刻的研究，提出一通用的并行分枝限界算法设计方法，从而使该类问题并行机上难以设计算法求解的问题变得容易解决。     

基于TMS320C80的离散Hadamard变换并行实现

针对离散Hadamard变换在实时信号处理中具有广泛应用,但其运算速度受到DSP器件性能限制这一实际情况,进行了离散Hadamard变换的并行性研究及并行性能分析;并在基于并行多处理机平台——TMS320C80的编程结构基础上,实现了并行离散Hadamard的变换.基于TMS320C80进行的试验表明:所开发的并行DHT算法运行结果与理论分析吻合,该并行算法的速度和精度都得到了保证.     

基于PAR方法的并行最大和算法的推导

在基于薛锦云提出的PAR（Partition-and-Recursion)方法的思想上,通过并行划分数据空间－－自然地称之为并行分划递推,给出了在PRAM和超立方互联网络模型上的并行最大和最优算法,它们的时间复杂性为O（log N)。     

分组数据无需完整排序的并行选择算法及实验

基于分组原理，设计一个无需完整排序的分组数据，从而可大大加快并行选择算法的速度．用并行Multipascal语言编程进行仿真实验，获得了较好的结果．     

并行计算机与并行算法述评

并行计算是大规模科学工程计算和数据处理的一个重要工具和必然趋势，本文从并行计算机系统和并行算法两个方面论述了并行处理的基本原理和方法。     

有选择条件的并行连接改进算法

针对有选择条件的连接易于造成选择率偏斜和重分布偏斜的问题，通过在各个处理结点中的A—D（Attribute—Distribute)临时关系以及主控结点中的A—RD(Attribute—Redistribute)临时关系，提出了并行连接改进算法，并且从理论上对该算法的空间复杂度进行了分析．     

全排列递归算法的并行化

全排列问题的递归算法结构清晰，可读性强．为了提高排列的效率，给出了全排列递归算法在MIMP-CREW模型和单指令多数据流的EREW模型上的并行化算法及实例分析．给出的算法成本是最低的．     

基于并行遗传算法的KNN分类方法

针对KNN的K值难以确定的问题,提出一种基于并行遗传算法的KNN分类方法.该方法采用粗粒度模型的并行遗传算法进行设计,通过种群内的遗传、变异和种群间的并行进化、联姻得到优化的K值和分类结果.实验结果表明,该方法有效的提高了KNN算法的分类效果,是一种精确高效的分类方法.     

一种多波前并行处理的有限元算法

本文提出了一种求解大型有限元系统的新算法。该算法采用并行处理结构,首先将结构分成许多子区,然后利用多个波前在各个子区内并行地组集,消元,从而得到凝聚后的界面刚度阵和载荷阵。再串行组集和求解界面方程得界面位移,最后返回各个子区,并行求解内点应力和位移。从运算结果来看,该方法不但能有效地提高运算速度,减少计算时间,同时能有效地节省内存量,是一种求解大型结构有限元系统的有效途径。