發(fā)布時間：2019-09-03 08:44

【摘要】：隨著計算機技術和網絡技術的飛速發(fā)展，高性能計算逐步成為科技創(chuàng)新的重要手段和人類認識世界、改造世界的第三大科學研究方法，被廣泛應用于各行各業(yè)。然而，高性能計算在計算流體力學中的應用存在一些問題，特別是對一些大規(guī)模的復雜問題、前沿問題和科學問題，需要編寫代碼進行數(shù)值仿真。本文針對存在的問題，提出了一種基于Message Passing Interface（簡稱MPI）的并行算法，在Linux操作系統(tǒng)中設計和實現(xiàn)一套高性能計算平臺，并進行了應用。 本文根據MPI并行的特點，采用區(qū)域分解法進行并行計算，將整個區(qū)域的數(shù)據文件分解成與MPI進程的標示號一一對應的小區(qū)域的數(shù)據文件，并在文件名前面加上包含標示號信息的前綴，從而僅需要處理每個小區(qū)域的數(shù)據和鄰近區(qū)域數(shù)據的交換，簡化了并行程序的設計和編寫工作。 本文對高性能計算的應用進行了需求分析，設計了一套在一個節(jié)點上完成全部并行計算操作的平臺，在Linux操作系統(tǒng)中基于Shell語言和AWK語言編程，實現(xiàn)了文件處理、并行計算、進程管理、文件管理、用戶管理、系統(tǒng)管理等操作一鍵完成，從而減少了并行計算前和并行計算后的手動操作。 本文搭建了一套高性能并行集群，進行了并行環(huán)境配置，對平臺進行了測試，，基于MPI和FORTRAN語言進行并行程序設計和實現(xiàn)，并將平臺應用于計算流體力學。結果表明，該平臺成功地實現(xiàn)了高性能并行計算，降低了并行計算的編程難度，減少了并行計算的手動操作，具有很高的實用價值。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TP311.52;TP38

【參考文獻】

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1 李世靈;傅秀芬;梁文健;;基于Linux與MPI的集群并行系統(tǒng)的實現(xiàn)[J];廣東工業(yè)大學學報;2007年01期

2 田剛;盧風順;;MPI/OpenMP+CUDA高性能計算環(huán)境的配置及應用[J];硅谷;2011年17期

3 王海濤;劉淑芬;;基于Linux集群的并行計算[J];計算機工程;2010年01期

4 楊平利;王越;仇小鵬;江凌;;遠程高性能計算軟件環(huán)境需求及架構設計[J];計算機工程與科學;2009年S1期

5 潘沙;范曉檣;李曉宇;丁國昊;馮定華;李樺;;并行計算在高超聲速流場數(shù)值模擬中的應用[J];計算機工程與科學;2009年S1期

6 王連生;肖紅林;郭明明;;基于MPI的不可壓縮N-S方程并行計算方法[J];計算機應用與軟件;2011年08期

7 依再提古麗·阿克甫;;MPI并行編程及集群構建[J];內江科技;2012年02期

8 王強;劉振安;徐昊;金大鵬;李陸;盧云鵬;趙棣新;Tiago Perez;Johannes Lang;Wolfgang Kuehn;;高性能計算節(jié)點智能平臺管理模塊的設計[J];核電子學與探測技術;2011年05期

9 吳佳妮;劉露;陳犖;景寧;;高性能計算環(huán)境下地理計算服務流程并行處理方法[J];計算機科學;2012年11期

10 朱平;李全龍;徐曉飛;朱建濤;黃永勤;;高性能計算的海量存儲系統(tǒng)新型訪問策略分析[J];哈爾濱工業(yè)大學學報;2012年11期

本文編號：2531235