MPI+OpenMP算法在三维可压缩流场计算中的应用

在多核CPU集群并行体系结构下,采用MPI+OpenMP的混合并行算法,对可压缩流场进行数值模拟,并在计算时间上与MPI算法进行比较。流场计算的控制方程为Euler方程,空间离散采用Jameson中心差分格式,时间离散采用R-K法,并行模式采用Master/Slave模式。通过对M6机翼和某弹丸采用多种并行方法进行流场的数值模拟,得出MPI+OpenMP混合算法在一定条件下具有高效性的结论。

扰动引力多核快速并行算法

程飞行器和弹道导弹的精确控制与导航会受到地球外部扰动引力场的影响,实践中常利用地球重力场位系数模型计算扰动引力矢量,但其计算效率随着所用模型阶次的升高而显著降低。针对这一问题,文中提出利用OpenMP并行算法快速计算轨迹点扰动引力矢量,在不损失精度的前提下有效提高了计算效率。通过数值实验可知,所提方法可以提高扰动引力矢量的计算效率,加速比达到6倍。这也为重力场元快速计算提供了参考方案。

基于新离散公式和OpenMP优化的有限差分声波数值模拟

有限差分法算法是声波数值模拟算法中最广泛的数值计算方法。该方法具有计算速度快、占用内存相对较小、易于编程实现及模拟精度高等优点。规则网格下的有限差分算法相比于近年来提出的新的有限差分算法计算效率最高,消耗内存最少。然而,引入PML边界,导致常规网格的有限差分离散公式复杂,计算过程需要对计算区域和边界区域进行判断,导致计算效率低。针对这个问题,笔者新推导的离散公式,形式简单,整个模拟区域计算代码一致,可以很好地解决这个问题。OpenMP并行算法,语言简洁和可移植性高,通过结合OpenMP并行算法,对模拟算法进一步优化,可以较大提高数值模拟的计算效率。

海量卫星重力梯度观测数据确定地球重力位模型的数值方法

基于空域最小二乘法,对卫星重力梯度数据确定地球重力场中的Cholesky分解法、预条件共轭梯度法以及OpenMP并行算法3种数值方法进行比较与分析。研究表明,在计算机硬件资源有限的情况下,传统的Cholesky分解法已经无法满足求解要求;预条件共轭梯度法的求解效率较之Cholesky分解法有改进,但其以损失小量精度为代价;OpenMP并行算法在不损失求解精度的条件下,可提高求解的效率。