[發明專利]半隱式類粒子法的大規模并行處理方法

有效

• 申請號: 201210331051.3
• 申請日: 2012-09-07
• 公開（公告）號: CN102902514A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 陳斌;段廣濤
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06F9/38
• 分類號: G06F9/38;G06F17/50
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種半隱式類粒子法的大規模并行處理方法，其特征在于：該處理方法在并行服務器上采用并行模型并行加速半隱式類粒子法，半隱式類粒子法中的壓力泊松方程采用對稱蘭喬斯算法求解。

2.根據權利要求1所述一種半隱式類粒子法的大規模并行處理方法，其特征在于：所述半隱式類粒子法包括移動粒子半隱式算法和不可壓縮的光滑粒子動力學方法。

3.根據權利要求1所述一種半隱式類粒子法的大規模并行處理方法，其特征在于：所述并行服務器為對稱多處理器、GPU服務器、由多CPU核的服務器組成的多節點的服務器、由多GPU核的服務器組成的多節點的服務器或由多CPU核和多GPU核服務器組成的混合多節點服務器。

4.根據權利要求1所述一種半隱式類粒子法的大規模并行處理方法，其特征在于：所述并行模型為共享內存的并行模型、消息傳遞的并行模型或二者的混合模型。

5.根據權利要求1、2、3或4所述一種半隱式類粒子法的大規模并行處理方法，其特征在于：所述并行加速具體包括以下幾種優選情況：

a）如果并行服務器是對稱多處理器，采用OpenMP模型、MPI模型或采用OpenMP和MPI的混合模型來并行加速；

b）如果并行服務器是GPU服務器，通過OpenCL模型或CUDA模型并行加速；

c）如果并行服務器是多節點的服務器，每個節點是多CPU核的服務器，在每一個節點上，采用OpenMP模型并行加速，而在節點之間采用MPI模型來并行加速；

d）如果并行服務器是多節點的服務器，每個節點是多核的GPU服務器，在每一個節點上，采用OpenCL模型或CUDA模型并行加速，而在節點之間采用MPI模型來并行加速；如果節點中既有多核的CPU節點，又有多核GPU節點，對CPU節點采用OpenMP模型并行加速，對GPU節點采用OpenCL模型或CUDA模型并行加速，在節點之間仍采用MPI模型并行加速。

6.根據權利要求1所述一種半隱式類粒子法的大規模并行處理方法，其特征在于：所述處理方法的具體步驟如下：

1）設置計算區域內粒子的初始分布，將計算區域劃分為多個子區域，將每一個子區域分配給一個進程負責計算；

2）將進程上靠近劃分邊界的粒子信息發送給鄰居進程，并且鄰居進程上要完成相應的接受操作；

3）在每一個進程上顯式計算外力源項和黏性項，然后計算臨時速度場和臨時位置場，從而計算壓力泊松方程的源項；步驟3）的操作是針對子區域上的每一個粒子在進程內并行加速；

4）采用并行對稱蘭喬斯算法全局求解壓力泊松方程，獲得壓力值；

5）將獲得的壓力值發送到鄰居進程上；

6）傳送壓力值的通信完成之后，并行計算壓力梯度項，用于修正臨時速度場，從而獲得最終的速度場；

7）計算過程中要動態調節區域劃分邊界，以保證每個進程上的負載都近似相同；

8）判斷本進程上由于粒子移動產生的粒子越界的情況，將已經越過本進程邊界的粒子信息發送給相應的進程；

9）判斷是否已達到模擬設定時間，如果已達到模擬設定時間則退出；如果沒有達到模擬設定時間，返回步驟2），繼續下一個時間步長的計算。