检索结果-内蒙古大学图书馆

2013全国高性能计算学术年会

作者：高兴誉莫则尧宋红州北京应用物理与计算数学研究所北京100094 计算物理国防科技重点实验室北京100094

高效并行的Kotm-Sham方程求解器是支撑大规模第一性原理材料模拟的核心，流行的第一性原理商用软件难以适应国产高性能计算机的发展。对此,本文基于JASMIN框架自主研制了Kotm-Sham方程并行求解器。求解器采用PAW赝势平面波方法,包含两... 详细信息

高效并行的Kotm-Sham方程求解器是支撑大规模第一性原理材料模拟的核心，流行的第一性原理商用软件难以适应国产高性能计算机的发展。对此,本文基于JASMIN框架自主研制了Kotm-Sham方程并行求解器。求解器采用PAW赝势平面波方法,包含两项关键技术;倒空间多重网格方法、“k点/轨道/网格”三级并行算法。前者在保证精度的同时显著节省了计算与存储开销;后者充分挖掘了求解Kotm Sbum特征值方程的并行度。通过计算一些典型体系的基态性质验证求解器的正确性，以求解216个重金属原子的Kotm-Sham方程为例,在国产高性能计算机上测试了求解器的并行性能。本文的求解器在7680个处理器核上用时不到6分钟,获得了56％的并行效率,在国产高性能计算机上的性能明显优于购买的商用软件VASP(5.2发布版).

关键词：金属物理学 Kohn-Sham方程求解器倒空间多重网格算法并行程序计算性能

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冲击诱导金属铝表面微射流现象的微观模拟

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物理学报 2012年第18期61卷 288-294页

作者：邵建立王裴何安民秦承森北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100094

采用嵌入原子势分子动力学模拟方法,研究了金属铝表面沟槽在冲击下形成微射流的微观过程和动力学性质.通过对模拟结果的统计分析,获得了较宽冲击压力范围内微射流形态的变化规律,以及相应的质量-空间分布和质量-速度分布变化.基于原子... 详细信息

采用嵌入原子势分子动力学模拟方法,研究了金属铝表面沟槽在冲击下形成微射流的微观过程和动力学性质.通过对模拟结果的统计分析,获得了较宽冲击压力范围内微射流形态的变化规律,以及相应的质量-空间分布和质量-速度分布变化.基于原子中心对称参数,分析了样品近表面非晶态转变和卸载熔化过程,获得了卸载熔化对微射流质量及其分布的影响规律.研究还发现:样品熔化之前,微射流质量与波后粒子速度呈线性增加关系;卸载熔化出现后,微射流质量开始迅速增加;当卸载熔化速度足够快时,金属强度效应可忽略,此时微射流质量与波后粒子速度再次表现出线性增加关系.

关键词：微射流,分子动力学,冲击

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带有间断系数椭圆方程的加权间断Galerkin方法

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数值计算与计算机应用 2013年第3期34卷 177-186页

作者：张荣培蔚喜军崔霞辽宁石油化工大学理学院辽宁抚顺113001 北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100088

本文应用间断Galerkin(DG)方法求解带有间断系数的二维椭圆方程.针对扩散系数间断的特点,我们构造一种新的加权对称内惩罚方法.证明了相应双线性形式的连续性和强制性,并给出收敛性证明.数值算例表明我们的DG方法对于求解强间断系数问... 详细信息

本文应用间断Galerkin(DG)方法求解带有间断系数的二维椭圆方程.针对扩散系数间断的特点,我们构造一种新的加权对称内惩罚方法.证明了相应双线性形式的连续性和强制性,并给出收敛性证明.数值算例表明我们的DG方法对于求解强间断系数问题十分有效.

关键词：加权内惩罚间断方法间断系数椭圆方程收敛性

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JFNK方法迭代过程与物理约束

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计算物理 2012年第5期29卷 654-660页

作者：安恒斌莫则尧北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100094

对Jacobian-free Newton-Krylov(JFNK)方法迭代过程进行分析,通过在迭代过程中吸收物理约束信息,对JFNK方法进行改进.改进后的JFNK方法迭代过程中的迭代序列总是满足物理约束,克服了迭代过程中可能出现的非物理现象.采用改进之后的算法... 详细信息

对Jacobian-free Newton-Krylov(JFNK)方法迭代过程进行分析,通过在迭代过程中吸收物理约束信息,对JFNK方法进行改进.改进后的JFNK方法迭代过程中的迭代序列总是满足物理约束,克服了迭代过程中可能出现的非物理现象.采用改进之后的算法求解二维三温能量方程,可以保证在迭代过程中不会出现负温度问题,使JFNK方法的健壮性得到提高.

关键词： JFNK Newton-Krylov方法迭代方法物理约束二维三温能量方程

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Lagrange方法基于保正性的时间步长

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计算物理 2012年第5期29卷 633-640页

作者：唐维军袁光伟沈智军程军波北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100088

对交错网格上Lagrange预估-校正显示格式的时间步长选取提出新的方法.与经典CFL稳定性理论时间步长选取方法不同,新方法考虑了原始微分方程组的非线性效应,并基于物理量保正性给出了自适应的时间步长选取方法.数值实验验证了该方法有效.

关键词：保正性时间步长 Lagrange预估-校正格式

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多组分流动拟守恒系统质量分数保极值原理算法

多组分流动拟守恒系统质量分数保极值原理算法

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第十六届全国流体力学数值方法研讨会2013

作者：唐维军蒋浪程军波北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室中国工程物理研究院研究生部

本文讨论Mie-Gruneisen状态方程拟守恒模型的数值离散格式。该模型基于Abgrall[1]等效方程思想,且分介质质量保持守恒的模型[20]的数值离散格式。与基于体积分数对流方程模型[14]相比,本文讨论模型[21]不仅能保持混合流体的质量、动量... 详细信息

本文讨论Mie-Gruneisen状态方程拟守恒模型的数值离散格式。该模型基于Abgrall[1]等效方程思想,且分介质质量保持守恒的模型[20]的数值离散格式。与基于体积分数对流方程模型[14]相比,本文讨论模型[21]不仅能保持混合流体的质量、动量、和能量守恒,还保持各组分分质量守恒,且对纯接触问题保持界面压力速度一致。本文使用波传播算法[9][14][22]离散系统,但不是象文[20]对所有守恒方

关键词：极值原理守恒系统波传播算法多组分流动

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大规模粒子团簇识别分析

大规模粒子团簇识别分析

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2013全国高性能计算学术年会

作者：沈卫超曹立强夏芳中物院复杂电磁环境实验室绵阳621900 北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心北京100088 北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心北京100088

团簇识别是分子动力学数值模拟数据后处理团簇分析中的一个共性问题.本文面向JASMIN粒子数值模拟程序输出的可视化数据,设计实现了团簇识别并行算法与团簇分析并行工具.工具提供了三种并行模式:时间维并行、空间维并行、时空维混合并行... 详细信息

团簇识别是分子动力学数值模拟数据后处理团簇分析中的一个共性问题.本文面向JASMIN粒子数值模拟程序输出的可视化数据,设计实现了团簇识别并行算法与团簇分析并行工具.工具提供了三种并行模式:时间维并行、空间维并行、时空维混合并行.使用基于PIC网格加速的广度优先搜索算法,通过虚拟网格片索引直接在多网格片数据上实现团簇识别.团簇分析并行算法应用在千万粒子规模的实际数值模拟数据时可线性扩展到64个处理器.

关键词：分子动力学模拟程序可视化数据团簇识别数值模拟

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使用极坐标格子玻尔兹曼方法研究冲击过程——复杂系统中非平衡效应的探索

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凝聚态物理学进展 2013年第4期2卷 88-96页

作者：林传栋许爱国张广财李英骏中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室北京北京应用物理与计算数学研究所计算物理重点实验室北京

本文使用极坐标高速可压格子玻尔兹曼模型研究冲击过程。其中离散速度模型是由Watari和Tsutahara提出的D2V97,对流项采用修正的Warming-Beam格式处理。分别模拟研究了冲击波在环形区域和圆形区域中向内传播过程中物理量的变化规律,并通... 详细信息

本文使用极坐标高速可压格子玻尔兹曼模型研究冲击过程。其中离散速度模型是由Watari和Tsutahara提出的D2V97,对流项采用修正的Warming-Beam格式处理。分别模拟研究了冲击波在环形区域和圆形区域中向内传播过程中物理量的变化规律,并通过离散速度分布函数的速度矩分析了冲击波波阵面附近的非平衡效应。为了从更基本层面理解界面行为,给出了波阵面处真实分布函数在速度空间的示意图。

关键词：格子玻尔兹曼方法冲击波非平衡效应

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基于子网格重构的高精度ADER格式

基于子网格重构的高精度ADER格式

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第十六届中国空气动力学物理气体动力学术交流会

作者：程军波 Toro E.F 江松唐维军北京应用物理与计算数学研究所北京计算物理国家重点实验室北京8009信箱16分箱意大利Trento大学应用数学实验室意大利Trento

2001 年,Toro 等人发展了ADER 格式[1]并用其计算常系数线性对流方程。在Toro 等人的ADER 格式中,WENO 重构方法被用来计算泰勒级数展开的首项及空间导数。对于r 阶ADER 格式,需要采用r-1 阶的WENO 多项式。对于WENO重构,如果网格足够均... 详细信息

2001 年,Toro 等人发展了ADER 格式[1]并用其计算常系数线性对流方程。在Toro 等人的ADER 格式中,WENO 重构方法被用来计算泰勒级数展开的首项及空间导数。对于r 阶ADER 格式,需要采用r-1 阶的WENO 多项式。对于WENO重构,如果网格足够均匀,物理量单调光滑,则r-1 阶多项式重构可达到2r-1阶的精度。这远远超过了ADER 格式的需要。比如,对于5、7 和9 阶ADER 格式,多项式重构精度最高可达到9 阶、13 阶和17 阶。这既增加了计算量,也导致出现非物理振荡。对于2r-1 阶ADER 格式,本文采用子网格WENO 方法来重构单元界面处的物理量及直到2r-2 阶的空间导数,且WENO 多项式的阶数为r-1 阶。这一方面极大减少了ADER 格式的计算量,还有效抑制了原格式的非物理振荡。一维和二维的数值计算表明,在同一网格条件下SADER 格式比原来的ADER 格式计算量大大减少,且有效抑制了非物理振荡。

关键词：子网格重构 ADER

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利用数据视图的位图索引加速多块数据并行查询

利用数据视图的位图索引加速多块数据并行查询

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第19届全国信息存储技术学术会议

作者：夏芳沈卫超曹立强陈虹北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心北京100094 北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心北京100094 中国工程物理研究院复杂电磁环境科学与技术重点实验室绵阳621000

并行计算应用产生了大量多块并行结构的数据,给数据查询处理带来新的挑战.本文提出并实现了利用数据视图的位图索引加速多块数据并查询的方法.性能实验表明,该方法将多块数据的查询速度提升了8～14倍,并且在实际程序数据的并行查询处理... 详细信息

并行计算应用产生了大量多块并行结构的数据,给数据查询处理带来新的挑战.本文提出并实现了利用数据视图的位图索引加速多块数据并查询的方法.性能实验表明,该方法将多块数据的查询速度提升了8～14倍,并且在实际程序数据的并行查询处理过程中也取得较好的可扩展应用效果.

关键词：位图索引查询处理多块数据数据视图

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