磁流體動(dòng)力學(xué)方程組被廣泛應(yīng)用于受控核聚變裝置托卡馬克、天體物理、磁流體發(fā)電等問題的研究中,其往往具有非線性、多尺度、多物理等特征,大規(guī)模數(shù)值難度較大.目前國(guó)際上對(duì)不可壓縮流體問題的大規(guī)模數(shù)值求解主要采用全隱或半隱方法,但都是在同構(gòu)的超級(jí)計(jì)算機(jī)而不是目前主流的異構(gòu)眾核系統(tǒng)上進(jìn)行計(jì)算.論文面向國(guó)產(chǎn)神威"太湖之光"超級(jí)計(jì)算機(jī),開展面向磁流體動(dòng)力學(xué)方程組的異構(gòu)眾核全隱求解器研究.針對(duì)Newton-Krylov這類全隱求解器,提出了面向申威26010眾核處理器的異構(gòu)眾核并行算法,并對(duì)其核心函數(shù)開展了眾核并行和優(yōu)化.對(duì)核心函數(shù)稀疏矩陣向量乘采用Matrix Free的方法來提升性能,對(duì)稀疏三角求解采用基于幾何信息的異構(gòu)眾核并行算法,針對(duì)其訪存密集的特點(diǎn)提出了存儲(chǔ)格式、數(shù)據(jù)讀取與計(jì)算依賴分離、核間寄存器通信等多種優(yōu)化方法,對(duì)非線性殘差計(jì)算等stencil類計(jì)算及10多個(gè)向量函數(shù)進(jìn)行了異構(gòu)眾核并行,該異構(gòu)眾核并行算法可被其它應(yīng)用軟件重用.論文采用二維磁場(chǎng)重聯(lián)問題進(jìn)行測(cè)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明16進(jìn)程時(shí)加速比可達(dá)13.6倍,能夠支持高分辨率長(zhǎng)時(shí)間模擬,并準(zhǔn)確捕捉磁場(chǎng)重聯(lián)現(xiàn)象.另外整體并行擴(kuò)展性已經(jīng)達(dá)到53萬核,... 

【文章來源】：數(shù)值計(jì)算與計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2019,40(01)

【文章頁數(shù)】：17 頁

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]面向國(guó)產(chǎn)申威26010眾核處理器的SpMV實(shí)現(xiàn)與優(yōu)化[J]. 劉芳芳,楊超,袁欣輝,吳長(zhǎng)茂,敖玉龍.  軟件學(xué)報(bào). 2018(12)
[2]高可擴(kuò)展區(qū)域分解算法及其在流體模擬和優(yōu)化問題中的應(yīng)用[J]. 陳榮亮,蔡小川.  中國(guó)科學(xué):數(shù)學(xué). 2016(07)



本文編號(hào)：3179914