基于Akhras-Dhatt算法的区域剖分法

研究确定了网格单元邻接矩阵带宽与并行计算效率间的关系,得到了可以通过减小单元邻接矩阵的带宽,以减小外部通信量,从而达到提高并行计算效率的目的。为了提高并行计算效率,基于Akhras-Dhatt(AD)算法思想,通过引进类似节点商的单元商对单元编号进行优化,使得矩阵带宽减小,从而设计了一种减小单元邻接矩阵带宽的AD算法。进一步基于减小矩阵带宽的AD算法,提出一种区域剖分算法。利用此区域剖分算法,对全球海域无结构网格中的部分区域进行区域剖分研究,结果表明该算法能得到很好的加速比与并行效率,计算耗时相对较短,证实利用该方法对大规模网格区域进行分裂具有可行性与有效性。     

二维含动边界流场的并行计算

将并行计算方法应用于含运动边界流场的数值模拟,采用弹簧方法生成非结构运动网格.并行程序结构采用主从模式,主进程只负责数据的发送和接收,每个从进程的计算任务对应一个子区域.通过守恒型ALE(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)方程的求解,对NACA0012翼型振动问题进行了数值模拟,并对不同分区数目情况下的计算时间、并行计算加速比和并行计算效率进行了比较.算例结果表明,随着分区数的增加,进行计算CPU的效率先增加后下降,而并行计算的加速比不断增加.     

弹性静力学问题的伪谱区域分解方法

利用区域分解技术把弹性静力学问题转化为若干个子问题,采用伪谱方法并行求解每个子问题.该方法继承了伪谱方法易于编程、精度高的优点,且通过区域分解方法实现并行计算达到了优化计算时间的效果.数值算例说明了该方法的有效性.     

稠油热采模拟的并行计算软件

中国急需数十万节点的大型稠油热采数值模拟并行软件。该文分析了热采模拟的机理,运用有交叠的区域分解法(DDM),形成了系统的稠油热采整体模拟软件NUMSIP的并行化方案,解决了并行计算中数据通讯和时间控制的问题,为并行计算前后数据提供了处理工具。数值试验和辽河油田实例(包括228口井,23万个节点,分为8个并行区)的计算获得满意的数据拟合和预测结果,98%的井的拟合误差小于10%。并行软件在多种大型并行机上运行稳定,并且实现了加速比大于1的良好效果。     

动态起伏海面上低飞目标电磁散射Doppler频谱的有限元-区域分解法数值模拟

提出了基于有限元-区域分解法(FEM-DDM)的双级准静态方法, 数值模拟分析了二维风驱动态海面上低飞目标的Doppler (DP) 频谱. 快速运动目标的DP模拟需要在极小的时间尺度上进行, 巨大的运算量要求很高的单位时间步长运算速度. 利用频域的FEM-DDM, 海面低飞目标的有限元计算只需在其所属的DDM子区域进行, 而目标与其他子区域海面的相互作用通过DDM耦合矩阵精确描述. 缓变的动态海面则在大的时间尺度上进行模拟, 此时有限元计算遍历所有DDM子区域, 提取海杂波谱. 数值结果首先同前后向迭代法以及现有文献中的海杂波谱做了一致性验证. 接着模拟并分析了不同海况、有无舰船目标的情况下海面上低空飞行目标的时域回波、Doppler频谱及其与目标飞行高度、观测角等特征参数的关系.     

区域分裂方法应用于屏蔽门的电磁泄漏分析

电大尺寸和复杂物体的电磁泄漏分析是计算电磁学的一个重要的研究课题，区域分裂方法（DDM）作为微分方程数值求解的新技术十分适宜求解电大尺寸的电磁场问题。提出了一种基于区域分裂方法和有限元方法（FEM）的混合算法来分析电磁防护中的电磁屏蔽门问题，在屏蔽门的边界和区域分裂的虚拟边界上分别利用吸收边界条件和传输边界条件，具有良好的收敛性质，数值结果表明了这一混合算法的有效性，同时区域分裂方法十分适合于计算机的并行计算，所以这里给出的方法适合于计算电大尺寸物体的电磁计算问题。     

抛物型问题的边界元重叠型区域分解法

边界元法是一种求解偏微分方程数值的计算方法，用边界元法来求解抛物型方程，如采用与时间有关的基本解，较其它方法可以采用较长的时间步长，从而节省计算时间，且计算结果精度高。区域分解法是把计算区域分解成若干子区域来分别求解，由于它将原问题分解，由大化小，由复杂化简单，并且可以并行计算，优越性是显而易见的。将这两种方法结合起来（边界元重叠型区域分解法）求解抛物型方程，利用区域分解法将求解区域划分为两个小的子区域，然后在子区域上用边界元法并行求解方程。数值算例表明边界元重叠型区域分解法行之有效的，数值试验显示这种方法的收敛速度依赖于子区域重叠面积。     

热传导方程二阶并行区域分解差分算法

提出了一类新的计算热传导方程数值解的并行差分算法. 算法基于区域分解和子区域校正，在每个子区域上进行残量修正，各子域之间可以并行计算. 证明了算法的收敛性，并且理论分析表明，在每一时间步，只需校正一次或两次，即可达到最优的收敛阶. 数值试验表明了算法的有效性和优越性.     

面向撞击点的密度估计全局光照算法

美国康奈尔大学提出的面向密度估计的光照算法中,密度估计的并行计算当场景各表面光照情况不均时,由于各子任务计算量相差悬殊,其并行加速比受到限制,本文提出一种改进的密度估计算法－－面向撞击点的密度估计及其并行计算,采用限制子任务大小的方式解决了各子任务计算量相差悬殊引起的加速比受限的问题。     

浅水流动的并行计算

针对大规模水环境预测的需要,建立了网络并行机群系统(COW),进行浅水流动的并行计算研究。并行计算实现过程中引进了一种基于图论的区域分解算法,同时提出了一种针对并行计算的网格重新编号算法。作为浅水流动并行程序的验证,计算了较低Reynolds数情况下(Re≤300)圆柱绕流的流态,将各种特征物理量如Strouhal数、回流区长度等与前人的结果进行了比较。计算结果表明:浅水流动计算程序及相应的并行算法具有计算效率高、收敛速度快以及计算精度高等优点,可进一步应用于天然河道流场的并行模拟。     

Dynamic domain decomposition method and its application on nonlinear problem

In this paper,domain decomposition method(DDM) for numerical solutions of mathematical physics equations is improved into dynamic domain decomposition method(DDDM) . The main feature of the DDDM is that the number,shape and volume of the sub-domains are all flexibly changeable during the iterations,so it suits well to be implemented on a reconfigurable parallel computing system. Convergence analysis of the DDDM is given,while an application approach to a weak nonlinear elliptic boundary value problem and a ...     

基于空间域分解的交通网络仿真并行化方法

为了提高交通网络微观仿真的速度,节省仿真运算时间,将并行计算技术应用于微观交通仿真中,建立了交通网络并行仿真模型并在工作站集群上实现.模型中采用了基于空间域分解的并行方法,该方法可以将不同地理位置的交通子网分配到集群中的每台结点机进行仿真运算.通过在5个不同规模路网上的并行仿真实验,对提出的交通并行仿真模型进行了测试.实验结果表明,该并行仿真模型可大大减少交通网络仿真计算时间,与单机仿真相比,并行仿真平均可节省62.9%的运行时间.同时由于随着结点机数量的增加,并行仿真中的通信开销也会相应增加,因此对于特定的交通网络方案及仿真逻辑,存在最优的结点机数量使得仿真运算时间最少.     

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     

抛物型方程的区域分解直接方法及其应用

采用差分法近似求解偏微分方程。研究抛物型偏微分方程的直接区域分解算法。给出了非重叠区域上的抛物方程的区域分解直接方法,在非重叠的子区域内部采用隐式差分格式近似微分方程,在子区域的交界面上,使用显式差分格式,利用上一时间层的信息求当前时间层上各节点的价值。给出的区域分解直接方法对抛物问题的计算结果良好。     

Multi—Agent parallel computational model based on DDM

The parallel algorithms based on domain decomposition method (DDM) have become one of foundations of asynchronous parallel algorithms on MIMD computers for large-scale scientific computations. We can find in this paper that DDM can also become the foundations of Object-Oriented parallel computational model for large-scale scientific computations. In the paper, Multi-Agent parallel computational model based on DDM is proposed. The implements of software environment on the model for solving elliptic partial differential equations can be got from the paper. Especially an application instance for solving Dirichlet problems of Poisson equation is given. Some conclusions are drawn in the end.     

应用DDM/FEM/BEM混合法计算各向异性介质柱电磁散射

应用重叠型区域分解法（DDM）结合有限元（FEM）和边界元法（BEM）计算二维各向异性介质柱电磁散射.对介质柱外的无限大区域采用边界元法分析,将介质柱所在区域分解为若干个重叠的子域,每个子域用有限元法分析,各子域间通过传输条件进行耦合.为了提高计算速度,引入了多波前法求解有限元方程,并用内观法结合多波前法解有限元和边界...     

Asynchronous parallel algorithms based on DDM for solving some nonlinear PDE's

In this paper an asynchronous parallel algorithm based on domain decomposition method (DDM)-Schwarz-Projection method for solving some nonlinear partial differential equations is discussed. The converzence of the Algorithm and numerical example are given.     

奇异摄动对流扩散问题的区域分解算法

将奇异摄动对流扩散问题的区域分解算法推广到二维非定常的情形,并将Shishkin混合有限差分格式与区域分解方法结合, 得到了此类方程更高精度的并行算法.     

细长三维腔体电磁散射DDM/FEM快速分析

利用基函数展开的方法结合区域分裂技术（DDM）和矢量有限元方法（EB-FEM）对三维细长腔体的电磁散射特性进行分析。通过对各子域内有限元方程组右端列向量进行基函数展开，并求得各基函数相应的解向量，从而求得各子域内的解空间。在子域迭代过程中，无需再通过求解线性方程组获得各子域内场分布，只需在本子域中的解空间内对解的基函数进行简单的线性组合即可。由于细长腔体子域交界面上棱边数较少，求解解向量的次数不多，可以有效减少计算时间，数据结果证明了此方法的高效性和精确性。