針對計算流體力學（Computational Fluid Dynamics,CFD）大規(guī)模并行計算的需要,我們設計了適用于任意網(wǎng)格類型的并行計算框架風雷（PHengLEI）軟件,同時支持結構網(wǎng)格、非結構網(wǎng)格和重疊網(wǎng)格.為了實現(xiàn)并行通信與網(wǎng)格類型無關且與物理求解器開發(fā)者隔離,我們設計了通用的通信模式和一種基于網(wǎng)格塊的"三合一"的數(shù)據(jù)交換模式,即將多塊結構網(wǎng)格塊、并行分區(qū)網(wǎng)格塊和結構/非結構網(wǎng)格塊間的交界面數(shù)據(jù)完全標準化為數(shù)據(jù)底層后,在數(shù)據(jù)底層統(tǒng)一進行交換,使得數(shù)據(jù)交換不依賴于網(wǎng)格類型和數(shù)據(jù)類型,從而實現(xiàn)任意網(wǎng)格類型并行通信模式的統(tǒng)一.作為氣動數(shù)據(jù)生產(chǎn)的"數(shù)值風洞",要求代碼將并行隔離至底層,為此針對主流計算機系統(tǒng)的特點,設計了粗粒度MPI/OpenMP混合并行模式,領域專家只需關注求解器開發(fā)而無需關注并行通信,在提高可移植性、可擴展性的同時盡可能兼顧封裝性.針對大規(guī)模并行計算的實際工程需求,設計了并行分區(qū)、大規(guī)模并行文件存儲模式,以縮短前置處理和文件I/O時間.最后,分別基于結構網(wǎng)格、非結構網(wǎng)格和重疊網(wǎng)格,給出了工程應用領域的標模算例,以說明PHengLEI并行計算框架對不同網(wǎng)格類型的適... 

【文章來源】：計算機學報. 2019,42(11)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：16 頁

【文章目錄】：
1 引言
2 PHengLEI簡介
3 網(wǎng)格分區(qū)策略
    3.1 結構網(wǎng)格分區(qū)
    3.2 非結構網(wǎng)格分區(qū)
    3.3 并行分區(qū)技術
4 通用并行框架設計
    4.1 通信模式
    4.2 并行計算框架分層結構
        4.2.1 并行API接口層
        4.2.2 交界面數(shù)據(jù)層
        4.2.3 數(shù)據(jù)底層
        4.2.4 MPI通信層
    4.3 MPI/OpenMP混合并行模式
5 面向CFD應用的并行文件存儲模式
6 串行和并行效率優(yōu)化
    6.1 串行優(yōu)化
    6.2 MPI/OpenMP并行優(yōu)化
7 CFD應用測試
    7.1 非結構網(wǎng)格算例：客機起降狀態(tài)
    7.2 結構網(wǎng)格算例：客機標模巡航狀態(tài)
    7.3 重疊網(wǎng)格算例：高升力外形
8 結束語
Background


【參考文獻】：
期刊論文
[1]HyperFLOW亞跨聲速流動驗證（英文）[J]. 赫新,趙鐘,馬戎,王年華,張來平.  空氣動力學學報. 2016(02)
[2]HyperFLOW軟件數(shù)值模擬TrapWing高升力外形[J]. 趙鐘,赫新,張來平,何琨,何磊.  空氣動力學學報. 2015(05)
[3]基于Jaumin的等參單元算法框架設計[J]. 孫運見,孫樂.  計算機輔助工程. 2015(01)
[4]GRAPES全球模式MPI與OpenMP混合并行方案[J]. 蔣沁谷,金之雁.  應用氣象學報. 2014(05)
[5]大型通用CFD軟件體系結構與數(shù)據(jù)結構研究[J]. 赫新,張來平,趙鐘,鄧小剛.  空氣動力學學報. 2012(05)
[6]JASMIN框架中多塊結構網(wǎng)格拼接并行計算及其應用[J]. 郭紅,莫則堯,張愛清.  計算機工程與科學. 2012(08)



本文編號：3206615