基于并行可扩展科学计算工具集求解GRAPES全球非静力模式亥姆霍兹问题

亥姆霍兹方程是非静力平衡大气模式动力内核的主要计算瓶颈之一,其离散矩阵性态差,采用常见预条件Krylov迭代往往收敛很慢。随着全球非静力平衡大气模式时空分辨率的不断提高,亥姆霍兹方程求解面临求解精度和计算时间的双重困难。在高分辨率情况下,迭代计算步数和计算量剧增,而且很多传统的预条件迭代求解方法不收敛,迫切需要研究收敛性和并行可扩展性兼备的预条件迭代方法。为此,在安腾机群上建立了基于并行可扩展科学计算工具集(PETSc)的GRAPES全球非静力平衡模式亥姆霍兹问题并行解法器对比研究平台,结合高性能预条件库(hypre),完成了对GRAPES在用解法器、代数多重网格、并行不完全LU分解(EUCLID)及加性Schwarz区域分解等一系列克雷洛夫预条件迭代的分析对比。结果显示PETSc结合高性能预条件库的并行方案是解决GRAPES模式三维亥姆霍兹方程高效并行计算的一个有效途径,其中以代数多重网格预条件迭代的性能最突出;并行加速比分析显示,代数多重网格预条件迭代的并行可扩展性明显优于GRAPES现有解法器,更适用于更高精度和较大规模并行计算。

高职新生科学计算工具认知现状的研究分析——以西安职业技术学院为例

随着信息化时代的到来,科学计算工具已在各行各业普及。文章针对西安职业技术学院2018级建工系、电子系新生开展《高职学生科学计算工具认知现状》问卷调查,运用统计学原理和SPSS软件对调查问卷的效度和信度以及问卷的结果进行分析,得出在高职阶段开设科学计算工具相关课程是学生的迫切需要。

高职学生进校前使用科学计算工具的现状分析--以西安职业技术学院为例

针对西安职业技术学院2018级建轨学院、电工学院系新生开展《高职学生进校前使用科学计算工具的现状》问卷调查,运用统计学原理和Spss软件对调查问卷的效度和信度,以及问卷的结果进行分析,得出此次的问卷设计科学,调查结果可信,在高职阶段开设科学计算工具相关课程是学生的迫切需要.提出了实施高职数学教学改革的方向为增加数学实验课程,培养学生对科学计算工具的使用能力.

研究生《科学计算与工具软件》课程开设与教学探索

《科学计算与工具软件》是本校新开设的针对核专业研究生的一门课程。科学计算与工具软件是伴随着电子计算机出现而迅速发展并获得广泛应用的新兴交叉学科,是数学及计算机实现其在高科技领域应用的必不可少的纽带和工具。本课程的目的是结合核科学与技术专业的特色,开阔研究生科研视野、熟悉相关的数据处理手段及方法,为今后的科研工作打下基础,培养学生自主学习精神和综合素质。本文结合国内外科学计算与工具软件相关课程的教学差距,从授课对象、授课形式、课程内容及考核方式等方面进行了探索。

采用PETSc的有限元并行计算实现与优化

可移植可扩展科学计算工具箱PETSc提供了高性能求解偏微分方程组的大量对象和解法库,基于此进行结构有限元并行计算,可降低难度和成本。给出了基于PETS的结构有限元并行计算实现方法,包括有限元方程组的并行形成和并行求解的实现。根据PETSc的特点,提出了提高计算性能的优化措施,即数据局部化和存储预分配。数值实验表明实现方法可行,优化措施效果明显。

MATLAB在语音分析中的应用

MATLAB作为一种科学计算工具,在科学研究的各个领域得到了广泛的应用。在国家863计划语音合成系统评测中,较多使用的还是听音人参与的主观方法,我们利用MATLAB工具实现了对语音质量进行客观评测的方法,本文通过阐述这一方法的实现过程,描述了MATLAB在语音分析方面的一个具体应用。

基于PETSc上的Fortran编程

介绍了可移植可扩展科学计算工具箱(PETSc:Portable,ExtensibleToolkitforScientificCom putation)及MPI编程的方法,通过具体实例讨论了如何在高性能计算机上基于PETSc进行Fortran语言的并行编程,所给出的程序代码均已运行成功,并给出了具体结果.

基于PETSc的MPI编程方法及应用

介绍了可移植可扩展科学计算工具箱(PETSc:Portable,ExtensibleToolkitforScientificComputation)及MPI编程的方法,并且通过具体实例就如何在高性能计算机上基于PETSc进行并行编程作了讨论,所给出的程序代码均已运行成功,并和基于MPI方法手工编写的并行代码作了比较,并给出具体结果.

PETSc库在网格环境下的应用研究

网格计算的推广应用,需要各种资源和服务的支持。在自强2000集群系统上,采用基于OGSI的GT3网格技术,实现PETSc的网格服务,提供PETSc源程序的编译及PETSc并行作业的管理功能,用于在网格环境下为远程用户解决各种复杂的科学计算问题。