高校科研团队Microwulf并行计算系统的搭建

由于成本限制,高校科研团队的计算机多为普通型个人电脑(PC),无法执行涉及多节点的并行计算任务。基于Beowulf架构与可于大众电脑市场采购到的普通硬件设备搭建了一套四节点8CPU核Microwulf并行运算系统(命名为LXR01)。该系统各节点均安装Windows7与Linux操作系统,其中服务器节点利用NFS建立共享文件系统,分别以gcc、OpenMPI为主要编译环境和并行计算环境。HPL测试表明,LXR01系统的最大运算能力为39.93Gflops,其计算效率和成本效率分别为81.6%和Y-583.8/Gflops。同时,SPECFEM3D代码的计算实例证明LXR01系统能有效地解决并行计算问题。

基于谱元法与Microwulf系统的汶川地震波场模拟

谱元法属广义有限元法,可用于地震波场模拟与震源反演,但几乎不能在单台普通电脑上用于大尺度地震波场模拟。Microwulf是一种低成本、高效率的主从式便携型计算集群系统,能有效地利用个人电脑组建并行计算环境。基于三维弹性波动方程研究了谱元法基本算法,并利用谱元法和自搭建Microwulf系统对2008年汶川5.12地震波场进行模拟。模拟结果表明:(1)搭建的Microwulf系统能成功进行大尺度地震波场的谱元法数值模拟;(2)计算区域地形能引起地震波场畸变;(3)震中附近区域峰值地震动分布模式大体与发震断裂走向平行,并具有典型的上下盘效应,上盘的峰值地震动比下盘强烈;(4)与无地形模型相比,震中附近区域地形对地震动具有典型的放大效应,并且对于地震动的不同分量,其地形放大效应有所区别。