检索结果-内蒙古大学图书馆

2012全国高性能计算学术年会

作者： XU Xiao-Wen 徐小文 MO Ze-Yao 莫则尧 High Performance Computing Center Laboratory of Computational PhysicsInstitute of Applied Physics a 北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心计算物理重点实验室北京 100094

迭代方法是科学计算中求解大规模稀疏线性代数方程组最常用的方法。迭代方法的并行可扩展性能取决于迭代过程中通信与计算开销之比。稀疏矩阵与向量的乘积(SpMV)、向量与向量的内积(Dot)是迭代方法的两个基本运算，分别需要局部点对点... 详细信息

迭代方法是科学计算中求解大规模稀疏线性代数方程组最常用的方法。迭代方法的并行可扩展性能取决于迭代过程中通信与计算开销之比。稀疏矩阵与向量的乘积(SpMV)、向量与向量的内积(Dot)是迭代方法的两个基本运算，分别需要局部点对点通信和全局规约通信，是影响迭代方法并行可扩展性能的主要瓶颈。多核体系结构需要并行迭代方法适应更细粒度的并行计算，通信与计算比对并行性能的影响更为突出。针对多核体系结构特征，本文分析并行迭代方法的通信与计算比。具体地，引入渐近规模，即满足加速条件的计算规模下界，来反映并行迭代方法适应细粒度计算的能力，并由此刻画通信与计算比。基于此，在一台包含128 个双路四核计算节点的并行机上(共1024 个CPU 核)，分别基于纯进程并行(MPI)和进程/线程混合并行(MPI/OpenMP)，分析了几类常用迭代方法的通信与计算比。数值结果表明，基于MPI 的纯进程并行性能受限于内积计算的渐近规模，难以适应多核体系结构上的大规模计算。基于MPI/OpenMP 的进程/线程混合并行可缓解进程间的MPI 通信开销，降低渐近规模，改善并行可扩展性能。基于这些结果，从迭代方法的算法设计和并行实现等方面讨论了面向更大规模的多核系统，降低通信与计算比的途径和方法。

关键词：高性能计算机多核体系结构迭代方法并行可扩展

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热传导方程三层并行差分格式初始条件的计算

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计算物理 2011年第4期28卷 488-492页

作者：左风丽崔霞袁光伟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计算物理重点实验室北京100088

给出二维热传导问题的三层差分格式初始条件的一种显式计算方法,对于由此形成的内边界预估校正三层并行差分算法,证明稳定性和收敛性定理.并行数值试验表明,方法稳定,且与通常采用隐式格式计算初始条件的方法相比,易于程序实现;与已有... 详细信息

给出二维热传导问题的三层差分格式初始条件的一种显式计算方法,对于由此形成的内边界预估校正三层并行差分算法,证明稳定性和收敛性定理.并行数值试验表明,方法稳定,且与通常采用隐式格式计算初始条件的方法相比,易于程序实现;与已有的扰动算法相比,能大幅度减小误差.

关键词：三层差分格式初始条件稳定显式计算方法

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一种结合Roe格式的高精度半拉氏方法

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力学学报 2011年第4期43卷 660-666,672+671页

作者：齐进田保林王双虎北京应用物理与计算数学研究所北京100094 计算物理国防重点实验室北京100088 北京大学应用物理与技术研究中心北京100871

针对守恒形式的欧拉方程组,构造了一种结合Roe格式的守恒型有限体积形式的半拉氏方法.通过发展一种基于Roe特征速度的拉氏质点回溯方法,由此来计算半点的流量并作为边界通量的近似,使得这种半拉氏方法在时空离散上达到二阶精度,并且保... 详细信息

针对守恒形式的欧拉方程组,构造了一种结合Roe格式的守恒型有限体积形式的半拉氏方法.通过发展一种基于Roe特征速度的拉氏质点回溯方法,由此来计算半点的流量并作为边界通量的近似,使得这种半拉氏方法在时空离散上达到二阶精度,并且保证了守恒性.其中回溯点处物理量采用本质无振荡格式(ENO)方法进行插值重构得到,不需要增加人工黏性且避免了有限体积多矩半拉氏方法中限制器选择的问题,又能够达到时空的高阶精度.方法简便,易于实现,兼具拉氏方法和欧拉方法的优点.一维和二维数值算例表明,此方法对激波和接触间断都取得了满意的模拟效果,可用于可压缩复杂流动问题的计算.

关键词： Roe格式半拉氏方法 ENO 有限体积方法特征不变量

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扩散方程区域分解的多步算法

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计算物理 2011年第6期28卷 825-830页

作者：盛志明崔霞刘兴平中国工程物理研究院研究生部北京100088 北京应用物理与计算数学研究所计算物理重点实验室北京100088

利用分数步法进行内边界值的多步计算,改进二维扩散方程的区域分解算法,形成新的并行算法,放宽稳定性条件.其中采用分数步空间大步长离散格式计算内边界点值.算法精度与隐格式相当.与改进前相比,稳定性条件放宽了q倍(q为两个相邻时间步... 详细信息

利用分数步法进行内边界值的多步计算,改进二维扩散方程的区域分解算法,形成新的并行算法,放宽稳定性条件.其中采用分数步空间大步长离散格式计算内边界点值.算法精度与隐格式相当.与改进前相比,稳定性条件放宽了q倍(q为两个相邻时间步之间执行分数步内边界值计算的次数).利用离散极值原理,严格证明了算法的收敛性.在并行机上进行数值试验,验证理论分析的结果,表明算法具有更宽松的稳定性、好的精度和并行可扩展性.

关键词：扩散方程区域分解并行计算多步法

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玻璃中失效波产生和传播的理论模型和数值模拟

玻璃中失效波产生和传播的理论模型和数值模拟

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第五届全国计算爆炸力学会议

作者：张延耿段卓平楼建锋张树道北京应用物理与计算数学研究所北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室

基于soda lime玻璃中失效波产生和传播规律的研究结果,建立了弹性统计微裂纹理论模型,用于描述冲击压缩作用下脆性材料的损伤演化规律。将该模型嵌入LS-DYNA有限元程序,模拟了不同加载条件下soda lime玻璃的平板碰撞,所得横向应力和自... 详细信息

基于soda lime玻璃中失效波产生和传播规律的研究结果,建立了弹性统计微裂纹理论模型,用于描述冲击压缩作用下脆性材料的损伤演化规律。将该模型嵌入LS-DYNA有限元程序,模拟了不同加载条件下soda lime玻璃的平板碰撞,所得横向应力和自由面粒子速度曲线均可用来表征失效波破坏现象。根据数值模拟结果分析不同冲击速度下失效波的传播规律,与实验测量结果符合较好。

关键词：失效波弹性统计微裂纹模型数值模拟 soda lime玻璃

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等离子体中原子结构及动力学性质的相对论理论计算

等离子体中原子结构及动力学性质的相对论理论计算

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第四届全国计算原子与分子物理学术会议

作者：颉录有王建国 R.K.Janev 董晨钟蒋军西北师范大学物理与电子工程学院甘肃省原子分子物理与功能材料重点实验室兰州 730070 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 100080 Macedonian Academy of Sciences and ArtsP.O.Box4281000 SkopjeMacedonia

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改进型锥-纳米刷(层)靶中电子束的产生和传输

改进型锥-纳米刷(层)靶中电子束的产生和传输

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中国物理学会2012年秋季学术会议

作者：王欢曹莉华贺贤土北京大学应用物理与技术研究中心 100871 北京大学高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室 100871 北京大学应用物理与技术研究中心 100871 北京应用物理与计算数学研究所 100094 北京大学应用物理与技术研究中心 100871 北京大学高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室 100871 北京应用物理与计算数学研究所 100094

激光与固体靶相互作用产生高品质电子束是快点火物理以及高能量密度物理的基本问题.二维PIC(particle-in-cell)粒子模拟结果显示,在超短超强激光与等离子体相互作用(LPI)中采用靶前有亚激光波长结构的纳米刷靶能够有效降低激光能量的反... 详细信息

激光与固体靶相互作用产生高品质电子束是快点火物理以及高能量密度物理的基本问题.二维PIC(particle-in-cell)粒子模拟结果显示,在超短超强激光与等离子体相互作用(LPI)中采用靶前有亚激光波长结构的纳米刷靶能够有效降低激光能量的反射并增强能量吸收.通过优化纳米刷的宽度,长度和纳米刷之间的间隙距离可以提高激光-电子能量转换效率.与平面靶相比,纳米刷靶能够有效提高激光能量转化为快电子动能的转化效率.

关键词：二维PIC(particle-in-cell)模拟纳米刷(层)靶,激光-电子能量转换效率快电子产额快电子束(FEB)焦斑传播距离

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第一性原理方法研究He掺杂Al晶界力学性质

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物理学报 2011年第7期60卷 559-566页

作者：王晓中林理彬何捷陈军北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100083 四川大学物理系辐射物理及技术教育部重点实验室成都610064

基于密度泛函理论方法,本文开展了氦掺杂AlΣ3((111)/180°)晶界数值模拟拉伸试验.计算结果表明,He在晶界中最低杂质形成能为2.942eV,偏析到晶界的偏析能为0.085eV;在拉伸条件下,清洁Σ3晶界的理论拉伸强度为9.65GPa,拉伸断裂从晶... 详细信息

基于密度泛函理论方法,本文开展了氦掺杂AlΣ3((111)/180°)晶界数值模拟拉伸试验.计算结果表明,He在晶界中最低杂质形成能为2.942eV,偏析到晶界的偏析能为0.085eV;在拉伸条件下,清洁Σ3晶界的理论拉伸强度为9.65GPa,拉伸断裂从晶界界面开始;而He掺杂后,晶界的理论拉伸强度下降到7.14GPa,在断裂发生前应力曲线中出现平台效应,拉伸断裂从包含He杂质的界面开始.通过对比键长和电荷密度分布,本文认为He的满壳层电子结构一方面导致了He与Al之间仅有弱的电荷相互作用,另一方面He满壳层电子结构的电荷屏蔽效应也导致了周围Al—Al键的弱化,这是系统拉伸强度下降的主要原因.

关键词： He 晶界第一性原理计算力学性质

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多核集群中系统噪音的测量

多核集群中系统噪音的测量

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2012全国高性能计算学术年会

作者：武林平 Wu Linping 魏勇 Wei Yong 刘旭 Liu Xu 北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心北京 100094 Institute of Applied Physics and Computational Mathematics Beijing 100094 China 北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心北京 100094 计算机体系结构国家重点实验室中国科学院计算技术研究所北京100190 Institute of Applied Physics and Computational Mathematics Beijing 100094 China State Key Laborato

并行程序在运行过程中,位于计算节点上的进程经常由于CPU要处理来自硬件、固件、节点操作系统、系统管理软件等部件的干扰而被迫中断,这些由于系统部件所引起的计算进程中断被称之为“系统噪音”.相关研究表明,噪音的叠加对大规模并行... 详细信息

并行程序在运行过程中,位于计算节点上的进程经常由于CPU要处理来自硬件、固件、节点操作系统、系统管理软件等部件的干扰而被迫中断,这些由于系统部件所引起的计算进程中断被称之为“系统噪音”.相关研究表明,噪音的叠加对大规模并行程序的性能有较大影响,特别是当前的大规模集群系统,单节点数十核、全系统数万核,需要对系统噪音进行精确的量化分析.本文在总结相关研究的基础上,实现了一个低开销、可扩展性好的噪音测量软件NoiseProfiler.该软件实现固定工作量、固定时间量、噪音序列三种噪音测量方法,能够从不同视角刻画系统的噪音特征;实现单核、单CPU、全节点三种测量流程,分别针对多核集群系统的多种使用模式;低时间开销,在2000个节点上测量时间最长1458秒;具有良好的可扩展性,节点数量从125增加到2000,其测量总时间仅增加3.9％.应用到某单位生产系统P上,检测到P内存在两类较大噪音源,通过改进系统、消除噪音源,实际并行程序的测试性能分别提升38.5％、48％.

关键词：并行程序多核集群系统噪音测量性能优化

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FeMnNi合金冲击相变与卸载逆相变历程研究

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高压物理学报 2011年第2期25卷 153-158页

作者：陈永涛李庆忠唐小军刘文韬中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰波物理国防科技重点实验室四川绵阳621900 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

采用VISAR测试技术,将正向加载和逆向加载实验相结合,研究了不同加载压力下FeMnNi合金的冲击相变和卸载逆相变历程。结果表明:冲击加载压力与冲击相变阈值之差小于逆相变阈值时,即0nσ时,加载段呈现弹性波、塑性波、相变波和相界面反射... 详细信息

采用VISAR测试技术,将正向加载和逆向加载实验相结合,研究了不同加载压力下FeMnNi合金的冲击相变和卸载逆相变历程。结果表明:冲击加载压力与冲击相变阈值之差小于逆相变阈值时,即0nσ时,加载段呈现弹性波、塑性波、相变波和相界面反射压缩波的四波结构,卸载过程中相变波反射稀疏波使FeMnNi合金完成ε→α逆相变,卸载段呈现稀疏波和稀疏冲击波的两波结构。

关键词：固体力学 FeMnNi 相变逆相变

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