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二维球坐标系中子输运方程的一种并行SN算法
蔡颖, 张存波, 刘旭, 范征锋, 刘元元, 徐小文, 张爱清
计算物理    2022, 39 (2): 143-152.   DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8381
摘要402)   HTML237)    PDF (5045KB)(1257)   

针对二维球坐标系下中子输运方程的SN算法, 提出基于(单元, 方向)二元组的有向图模型, 在已有的基于有向图的并行流水线算法基础上, 设计粒度可控多级并行SN算法。其中, 采用区域分解和并行流水线相结合的方式挖掘空间-角度方向的并行度, 提出能群流水并行方法, 并通过设置合适的流水线粒度来平衡有向图调度、通信和空闲等待开销。实验结果表明: 该算法可以有效地求解二维球坐标系下的中子输运方程。在某国产并行机1920核上, 对于96万网格、60个方向、24能群、数十亿自由度的典型中子输运问题, 获得了71%的并行效率。

图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
面向结构网格自适应并行计算的矩形区域求差集快速算法
刘旭, 徐小文, 张爱清
计算物理    2017, 34 (5): 563-573.  
摘要567)   HTML0)    PDF (3124KB)(1347)   
结构网格自适应程序需要使用矩形区域求差集算法计算网格层间数据依赖关系和网格层嵌套关系.原有的矩形区域求差集算法时间复杂度较高,成为该类应用大规模并行计算可扩展性能瓶颈.本文利用分而治之的方法,构造近似线性时间复杂度的矩形区域求差集快速算法,并利用区域分解实现该算法的并行计算.分别针对规则矩形区域和多层自适应网格的非规则矩形区域求差集问题,验证该算法的效率.结果表明,该算法具有近似线性计算复杂度,对于大规模计算问题,加速效果显著.
参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
基于JASMIN三维势场快速多极子算法的并行实现
左风丽, 刘旭, 张宝印, 胡晓燕
计算物理    2013, 30 (1): 140-147.  
摘要360)      PDF (953KB)(1225)   
在JASMIN上,基于进程/线程两级并行实现策略,研制三维Laplace核函数FMM(fast multipole method)的解法器模块"JASMIN-3DLapFMM".该解法器已成功应用于三维静电场远场势的并行计算.固定单机问题规模,在上万个处理器核上运行百亿粒子的大规模问题,获得进程级几乎线性的并行可扩展性.固定总的问题规模和1024个进程,4个线程时,获得大约3倍的加速.
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面向结构网格并行应用的一类快速通信算法
刘旭, 张爱清, 肖丽, 莫则尧
计算物理    2012, 29 (1): 58-64.  
摘要435)      PDF (4602KB)(1116)   
通信算法需要在相邻子区域间传输数据.通过求解子区域间的相交问题可以寻找相邻区域.针对子区域的求交问题,基于区间树,结合结构网格应用的特点,构造近似线性时间复杂度的算法.数值实验表明该算法具有较高的计算效率和可扩展性,能够支持百万量级矩形子区域的并行计算.
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基于内存约束的一维负载平衡方法及其应用
刘旭, 莫则尧, 曹小林
计算物理    2009, 26 (2): 184-190.  
摘要257)      PDF (369KB)(1086)   
在内存约束的条件下,提出一种新的一维负载平衡方法.该方法是一个迭代法,严格的理论证明表明,它可以线性收敛到最优剖分.针对典型的负载不平衡模型和三维分子动力学问题,1 024个处理器上的实际应用表明,该方法可以取得较好的效果.
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用基于磁场的改进型有限差分法分析光波导的全矢量本征模
肖金标, 刘旭, 蔡纯, 樊鹤红, 孙小菡
计算物理    2007, 24 (3): 313-318.  
摘要246)      PDF (441KB)(1274)   
提出一种改进的有限差分法,用以求解全矢量磁场波方程,分析光波导承载的全矢量本征模.离散交叉项时,采用与波导结构无关的六点差分格式,考虑磁场分量的导数在芯包分界处的不连续性,比传统四点差分格式有更高的计算精度.分析阶跃型光纤、矩形和脊形光波导的全矢量本征模问题,给出全矢量基模的磁场分布及其归一化传播常数,揭示全矢量本征模的混合特性,所得结果与解析法、高精度模横向谐振法的结果吻合,验证了目的的收敛性与计算精度.
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热声发动机的格子气模拟
刘旭, 陈宇, 张晓青
计算物理    2004, 21 (6): 501-504.  
摘要288)      PDF (321KB)(1192)   
在传统的9-bit格子气模型中引入了温度区的概念,并应用于热声发动机的模拟研究.利用改进后的格子气模型,模拟了热声谐振管中的自激振荡和二维温度场的分布及温度随时间的演化过程,同时,对热声板叠的长度和在声场中的位置对声幅的影响也进行了数值研究,所得结果对板叠的优化设计是有价值的.通过对模拟和实验结果的比较,验证了热声机格子气模型的有效性,表明格子气方法适用于热声模拟.
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