检索结果-内蒙古大学图书馆

计算物理 2013年第3期30卷 317-325页

作者：程汤培莫则尧邵景力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 北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心北京100094 中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京100083

针对具有精细网格剖分、长时间跨度特征的地下水流模拟中计算时间长、存储开销大等瓶颈问题,基于MODFLOW三维非稳定流计算方法,提出基于网格片的核心算法以及基于影像区的通信机制,并在JASMIN框架上研制了大规模地下水流并行数值模拟程... 详细信息

针对具有精细网格剖分、长时间跨度特征的地下水流模拟中计算时间长、存储开销大等瓶颈问题,基于MODFLOW三维非稳定流计算方法,提出基于网格片的核心算法以及基于影像区的通信机制,并在JASMIN框架上研制了大规模地下水流并行数值模拟程序JOGFLOW.通过河南郑州市中牟县雁鸣湖水源地地下水流的模拟,对程序正确性和性能进行了验证;通过建立一个具有精细网格剖分的假想地下水概念模型对可扩展性进行测试.相对于32核的并行程序,在512以及1 024个处理机上的并行效率分别可达77.2%和67.5%.数值模拟结果表明,JOGFLOW具有较好的计算性能与可扩展性,能够有效使用数百上千计算核心,支持千万量级以上网格剖分的地下水流模型的大规模并行计算.

关键词：高仿真地下水流模拟大规模并行计算 JOGFLOW MODFLOW JASMIN框架

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非协调塑性变形的路径积分描述

非协调塑性变形的路径积分描述

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中国交叉科学学会第15届学术年会

作者：张广财许爱国卢果北京应用物理与计算数学研究所国家级计算物理重点实验室理论物理国家重点实验室(中国科学院理论物理研究所) 北京大学应用物理与技术研究中心和高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室

本文提出一种用路径积分方法描述非协调塑性变形中的位移场的方法。该方法可以给出包含位错和向错等缺陷结构的非协调纯塑性变形的直观图像,用于推导应变场、弯扭场、位错密度场和向错密度场等之间的关系。更进一步,该方法有望用于超导... 详细信息

本文提出一种用路径积分方法描述非协调塑性变形中的位移场的方法。该方法可以给出包含位错和向错等缺陷结构的非协调纯塑性变形的直观图像,用于推导应变场、弯扭场、位错密度场和向错密度场等之间的关系。更进一步,该方法有望用于超导、超流、电磁场、量子Berry相等领域中多值场的描述。

关键词：塑性变形非协调变形路径积分位错向错

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两相流系统的离散玻尔兹曼建模

两相流系统的离散玻尔兹曼建模

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中国交叉科学学会第15届学术年会

作者：许爱国张广财甘延标北京应用物理与计算数学研究所国家级计算物理重点实验室北京大学应用物理与技术研究中心和高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室理论物理国家重点实验室(中国科学院理论物理研究所) 北华航天工业学院

本文借助离散玻尔兹曼方程构建液气二相流系统的非平衡相变模型。通过该模型,人们可以同时研究二相流系统的动力学非平衡与相变动理学过程中的热力学非平衡。讨论了测量系统热力学非平衡程度的方案以及研究结果对宏观流体建模的贡献。

关键词：多相流非平衡相变可压流体格子玻尔兹曼离散玻尔兹曼

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一维守恒的LADER格式

一维守恒的LADER格式

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第十六届全国流体力学数值方法研讨会2013

作者：程军波北京应用物理与计算数学研究所计算物理国家重点实验室

2001年,Toro等人[1]引入了具有任意精度的ADER(Arbitrarily high-order accurate)格式。ADER格式是高精度Godunov有限体积格式。与其他高精度格式,如WENO[2]格式相比,ADER格式在时间和空间两个方向上都具有同等的高精度。本文借鉴了欧... 详细信息

2001年,Toro等人[1]引入了具有任意精度的ADER(Arbitrarily high-order accurate)格式。ADER格式是高精度Godunov有限体积格式。与其他高精度格式,如WENO[2]格式相比,ADER格式在时间和空间两个方向上都具有同等的高精度。本文借鉴了欧拉框架下ADER格式的思想,构造拉格朗日框架下的ADER格式(LADER)。该

关键词：中心型拉格朗日格式 ADER 守恒

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高效并行的Kohn-Sham方程求解器

高效并行的Kohn-Sham方程求解器

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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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自适应结构网格上扩散方程隐式时间积分算法及其应用

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计算物理 2012年第5期29卷 684-692页

作者：徐小文莫则尧刘青凯安恒斌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

提出一种自适应结构网格(SAMR)上求解扩散方程的隐式时间积分算法.该算法从粗网格到细网格逐层进行时间积分,通过多层迭代同步校正保证粗细界面的流连续和计算区域的扩散平衡.分析算法复杂度,并给出评估算法低复杂度的准则.典型算例表明... 详细信息

提出一种自适应结构网格(SAMR)上求解扩散方程的隐式时间积分算法.该算法从粗网格到细网格逐层进行时间积分,通过多层迭代同步校正保证粗细界面的流连续和计算区域的扩散平衡.分析算法复杂度,并给出评估算法低复杂度的准则.典型算例表明,相对于一致加密情形,本文算法能够在保持相同计算精度的前提下,大幅度降低网格规模和计算量,且具有低复杂度.将算法应用于辐射流体力学数值模拟中非线性扩散方程组求解,相对于一致加密网格,SAMR计算将计算量下降一个量级以上,计算效率提高33.2倍.

关键词：局部网格加密(AMR) 自适应计算隐式时间积分辐射流体力学 JASMIN

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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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基于特征理论的二维可压缩流动的二阶拉氏算法

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计算物理 2012年第6期29卷 791-798页

作者：孙宇涛贾祖朋于明任玉新北京应用物理与计算数学研究所计算物理重点实验室北京100094 清华大学工程力学系北京100084

提出一种求解二维拉氏可压缩流体力学方程的中心型二阶精度有限体积方法.利用特征理论构造网格节点处的局部近似演化算子,算子用来求解网格节点处的速度及压力,利用这些物理量更新节点位置及计算网格界面通量.通过结合一定的重构方案,... 详细信息

提出一种求解二维拉氏可压缩流体力学方程的中心型二阶精度有限体积方法.利用特征理论构造网格节点处的局部近似演化算子,算子用来求解网格节点处的速度及压力,利用这些物理量更新节点位置及计算网格界面通量.通过结合一定的重构方案,该方法达到时、空二阶精度,并且形式简单、计算量小,适用于结构网格与非结构网格.典型数值实验表明,本文格式具有良好的收敛性、对称性及鲁棒性,且能自然地求解多物质流动问题.

关键词：二维拉氏流体力学特征理论中心型格式二阶精度

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JASMIN框架中多块结构网格拼接并行计算及其应用

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计算机工程与科学 2012年第8期34卷 69-74页

作者：郭红莫则尧张爱清北京应用物理与计算数学研究所计算物理重点实验室北京100094

基于JASMIN框架,本文设计了多块结构网格拼接的并行算法并研制了相应的软件模块。该模块设计实现了网格块间关系统一描述算法,及网格片间统一通信调度策略,从而有效解决了多块结构网格拼接并行计算中的通信性能瓶颈问题。同时,该模块封... 详细信息

基于JASMIN框架,本文设计了多块结构网格拼接的并行算法并研制了相应的软件模块。该模块设计实现了网格块间关系统一描述算法,及网格片间统一通信调度策略,从而有效解决了多块结构网格拼接并行计算中的通信性能瓶颈问题。同时,该模块封装了数据分布存储、数据通信等并行计算细节,提供了规范接口,能够支撑用户简便地实现多块结构网格拼接并行计算。数值测试表明,该模块具有很好的并行性能,可以支撑应用程序扩展到上千核。

关键词：多块结构网格并行计算 JASMIN框架

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