BELLHOP3D模型的多核并行及性能评估

通过三维射线模型BELLHOP3D能够计算海洋中的三维声场,在声呐性能预报以及海洋环境参数反演等应用中具有重要意义。然而随着计算海域范围的增大以及计算网格点分辨率的提高,水声传播对计算的需求也逐渐增大。文章面向天河2号超级计算平台的多核体系结构,针对BELLHOP3D计算特征,充分挖掘其中的并行性,采用OpenMP多核并行技术,实现BELLHOP3D的多核并行。最后,通过Munk波导算例以及三维楔形海底算例对射线模型的并行计算效率进行了测试,当计算节点中的24个计算核心全部用于计算时,两个算例的并行计算效率分别达到了83.3%和87.5%。

基于水声模型多层次并行计算的匹配反演典型应用研究

海洋环境参数的时变特性给海洋环境参数进行直接测量带来了很多挑战,目前主流的方法是通过反演获得海洋环境参数。粒子滤波是一种重要的匹配反演方法。该方法基于贝叶斯定理,通过对海洋环境参数充分采样,能够较精确地计算出环境参数的后验概率,从而取得较好的反演性能。然而粒子滤波匹配反演方法随着粒子数的增大,计算量也急剧增大,为此,文章提出了基于水声模型的多层次并行方法,能够将粒子滤波算法高效映射到多核集群的硬件体系结构中。最后在天河2号超级计算平台进行了粒子滤波算法的并行性能测试,在单节点多核并行测试中取得了87.5%的并行效率,在多节点强扩展测试中,粒子数达到12288个,在128个计算节点中取得了近110倍的加速性能。