用于蒙特卡罗并行计算的小型Windows PC集群建设方案

组建了一套针对MCNP5并行计算的小型Windows集群,给出了相关解决方案。以GM计数管对?射线的能量响应相关计算为实例作对比计算的结果表明,用相同经费投入,该集群性能比单CPU计算机要好近5倍,其组建方式快捷,批处理的管理法使集群应用简单灵活。该方法实用、有效,能满足普通用户对计算能力的需求。

堆用蒙特卡罗程序MOI并行性能分析

蒙特卡罗方法(Monte Carlo method)是目前计算反应堆堆芯物理参数的重要方法。随着高性能多核计算机的发展,采用并行方法改进堆芯燃耗程序成为提高运行效率的主要方法。文章研究了蒙卡燃耗计算程序MOI的并行机制,并通过运行秦山堆芯算例,对并行性能进行了测试和分析。

蒙特卡罗程序并行计算研究

研究了 MCNP程序并行化计算的实现 ,推导得到了蒙特卡罗程序并行计算的数据综合方法 ,并用实例验证了此方法的正确性。采用蒙特卡罗程序多 CPU并行计算 。

蒙特卡罗算法并行计算研究

采用蒙特卡罗(MC)计算方法,进行核反应粒子输运计算,是业内近十几年发展起来的一种有相对优势的计算方法。本文针对并行计算过程中数据初始化、计算任务分配、计算结果归约、计算结果一致性、程序功能一致性等关键问题进行了多种算法优劣的比较以及程序实现过程中的难点进行了分析,最终给出了测试结果和研究结论。结果表明,MC算法在粒子输运计算过程中有着相当好的计算效率。

基于双向遍历的蒙特卡罗临界计算并行方法

在基于蒙特卡罗粒子输运方法的反应堆模拟中,如裂变堆、聚变裂变混合堆等,达到可接受的统计误差需要大量的计算时间,这已成为蒙特卡罗方法的挑战问题之一,需通过并行计算技术解决。为解决现有方法中通信死锁的问题并保证负载均衡性,设计了基于双向遍历的临界计算并行算法。该方法基于超级蒙特卡罗核计算仿真软件系统SuperMC进行实现,以池式钠冷快堆BN600基准模型进行验证,并与MCNP进行对比。测试结果表明,串行和并行计算结果一致,且SuperMC并行效率高于MCNP。

蒙特卡罗区域分解并行计算的伪随机数应用

近年来，随着计算机的高速发展，蒙特卡罗方法越来越受到重视，在反应堆物理计算等研究领域正在成为研究的热点。模拟时间长，收敛速度慢是蒙特卡罗方法的主要缺点，这些缺点可通过并行计算来解决。由于模拟的粒子彼此之间是相互独立的，具有天然的并行性，基于粒子并行的蒙特卡罗方法通常会获得很好的并行效率。

蒙特卡罗固定源计算的并行设计与实现

蒙特卡罗方法在求解粒子输运问题中已得到广泛运用,由于其收敛速度慢,需要耗费大量时间重复模拟以获得准确的结果。本文介绍了一种蒙特卡罗固定源计算的并行方法,并基于消息传递接口MPI在FDS团队自主研发的超级蒙特卡罗计算软件SuperMC2.0中实现了多核及多节点并行。以IAEA-ADS为测试例题在高性能计算集群上以32个计算内核进行测试,获得了86.81%的并行效率,同等测试条件下并行效率高于MCNP,同时保证了串行结果和并行结果的一致。测试结果表明该并行设计能够有效地解决蒙特卡罗固定源计算的耗时问题。

利用LabWindows/CVI实现γ能谱的蒙特卡罗模拟

基于蒙特卡罗模拟思想,利用虚拟仪器开发工具LabWindows/CVI编制软件模拟了γ光子在NaI(T1)闪烁晶体中的输运过程。直接以γ光子在NaI(T1)闪烁晶体中的沉积能量近似对应实际γ能谱仪的脉冲幅度输出.从而得到NaI(T1)探测器中γ射线的响应谱线。结果表明,蒙特卡罗模拟得到的能谱能较好地拟合实验测量得到的能谱。

基于PVM的MCNP程序的并行计算解决方案

结合考虑国内用户情况,组建了用于MCNP5并行计算的基于PVM的实用小型Windows集群并总结出了完整的解决方案。在此基础上,针对铅、水复合层对γ射线的屏蔽能力的计算实例进行了集群和其它类型计算系统的对比计算,结果显示该方案具有组建方式灵活、费用低廉、管理简单方便等特点,可以满足大部分用户对计算能力的需求。

基于MPI的MCNP程序的并行计算研究

本文给出了基于MPI标准的mpich.nt.1.2.5软件在Windows操作系统中,利用普通PC机搭建并行计算平台的方法。研究了基于此平台MCNP程序的并行计算的实现,并分析了MCNP程序并行计算的性能。

虚拟化环境下多GPU并行计算研究

针对大规模计算任务场景,提出在虚拟化环境下多GPU并行计算的实现方案,使用多线程或流处理的方式实现多GPU并行计算,并分析GPU多层次存储结构、传输等方面内容,采用经典的蒙特卡罗方法这一具有代表性的科学计算实例进行实验验证.

微机集群的并行蒙特卡罗模拟

针对目前蒙特卡罗模拟并行计算的两个制约因素,提出了利于普及的完整解决方案。建立了算法、参数与MCNP一致的并行随机数发生器模块。参考Linux集群方案,提出了一种基于Windowsxp的pc机并行计算系统的实现方案,采用通用局域网络设置,并行环境为MPICH2实现,编程调试工具为MicrosoftDevelopStudio。该方案对并行系统中的计算机没有硬件和软件的一致性的严格要求,具有灵活的可扩展性,对于一台计算机的也可以虚拟并行,适合单机下的并行程序调试。最后给出了简单蒙特卡罗模拟实例进行演示。

GaInP薄膜KMC生长并行计算模拟与可视化研究

以金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术在GaAs衬底上生长GaInP太阳电池薄膜材料为对象,将MOCVD反应室内气体热流场CFD数值模拟的结果作为生长参数,运用动力学蒙特卡罗(KMC)方法对GaInP薄膜生长过程进行了并行计算模拟,给出了数据分布方式和通信优化策略进行负载平衡并降低通信开销,实现了真实沉积条件下基于大规模粒子的薄膜生长仿真,解决了单机计算能力的不足,缩短了仿真计算时间。模拟结果与试验一致性较好,为优化MOCVD生长GaInP薄膜的工艺参数提供理论依据,对于使用MOCVD生长高质量薄膜材料的太阳电池具有现实意义。

机群环境下并行蒙特卡罗方法的研究与应用

在分布式存储结构的机群系统上,采用可移植消息传递接口MPI与C语言绑定,设计并实现了并行蒙特卡罗算法,有效解决了计算量大、串行算法执行时间长的问题。通过对机群节点间通信时间开销的研究分析,采用主从式编程模型改进并行蒙特卡罗算法,实现了负载平衡,提高了机群处理器的利用率,进一步缩短了执行时间。

并行蒙特卡罗方法的应用

该文采用蒙特卡罗方法对欧式期权定价问题进行模拟，并用可移植消息传递标准MPI在分布式存储结构的机群系统上设计并实现了并行算法。该算法有效的解决了金融计算中巨大计算量的问题，在很大程度上提高了计算效率，缩短了计算时间，获得了很好的性能。

基于并行蒙特卡罗方法的欧式期权定价

为解决蒙特卡罗方法欧式期权定价过程中计算量巨大的问题,提出采用并行蒙特卡罗方法的解决方案.首先用蒙特卡罗方法对欧式认购期权定价过程进行建模,用符合对数正态分布的伪随机数代替随机数;然后采用可移植消息传递标准MPI在分布式存储结构的机群系统上设计并实现并行算法.该并行算法缩短了计算时间,效率较高.

Ising模型的并行计算

本文以Ising模型为例,介绍有关格点系统的Monte carlo数值模拟并行算法的设计和编程,并给出在本组建造的PC集群式高性能并行计算系统上的测量结果。本文的结果对格点量子色动力学的大规模数值模拟研究有一定的参考价值。

二维Ising模型的并行计算

本文使用蒙特卡罗方法研究了二维Ising模型的磁场和温度对热力学量的影响,并讨论了并行计算技术在数值模拟中的应用.

数值堆材料辐照损伤并行动力学蒙特卡罗软件MISA-AKMC的设计与实现

材料辐照损伤模拟是数值堆软件的重要内容。原子动力学蒙特卡罗(AKMC)方法是研究核材料辐照行为的重要手段,可在保持原子级别精度下,有效地扩展模拟的时间尺度到秒甚至年量级。但在面向实际应用需求时,其仍面临内存限制和复杂的计算量等挑战。通过并行计算技术提升计算效率是解决这一挑战的有效手段。本文论述一款并行AKMC程序MISA-AKMC的设计原理与实现技术。MISA-AKMC实现了一种并行KMC模拟框架,重点包括sub-lattice并行算法的实现、加速优化方法、转发通信方法、KMC模型接口等。基于该框架,开发了空位-间隙的演化模型,可实现热老化模拟和析出模拟。通过并行性能测试获得了良好的并行性能,结合算例结果验证说明了MISA-AKMC的正确性和可靠性。

三维灰体辐射传递系数蒙特卡罗的GPU计算

为了计算漫反射灰体表面之间的辐射传递系数,建立了三维灰立方体模型,在所建立的三维立体空间内表面选取发射表面,利用蒙特卡罗方法生成发射光线,并对光线进行光线追踪,计算发射表面与其他表面之间的辐射传递系数。针对基于蒙特卡罗法计算三维灰体表面之间辐射传递系数时耗时过长的问题,进行了基于显卡GPU实现蒙特卡罗并行计算的研究。利用统一编程架构CUDA对蒙特卡罗法进行了编程实现,采用CUDA随机数发生算法并行处理了求解辐射传递系数中的光线追踪过程,实现了计算辐射传递系数的并行方案。实验结果表明,相对于CPU串行计算方法,基于CUDA架构的并行蒙特卡罗法求解辐射传递系数可以取得高达80倍的计算加速比。