[發(fā)明專利]一種新型的三維不可壓縮管流數(shù)值模擬方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310063749.6
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN103150290A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張紀林;袁俊峰;萬健;劉恩益;任永堅;周麗;蔣從鋒;殷昱煜;任祖杰
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: G06F17/16
• 分類號: G06F17/16
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

1.?一種新型的三維不可壓縮管流數(shù)值模擬方法，其特征在于該方法具體是：

步驟1.準備節(jié)點，具體是：

1-1.進行各節(jié)點的硬件部署；

1-2.判斷是否有新節(jié)點加入，如果有，則進行步驟1-3的預(yù)調(diào)優(yōu)過程，否則轉(zhuǎn)入步驟2；

1-3.利用選取的???????????????????????????????????????????????個矩陣所構(gòu)成的基準矩陣集，對集群計算性能進行調(diào)優(yōu)，其具體過程如下：

設(shè)為的基準矩陣，其中為矩陣集的第個矩陣，與分別為相應(yīng)基準矩陣的行數(shù)與列數(shù)，對其生成的隨機向量，選用所有的矩陣分塊方式，通過控制集群中的各計算節(jié)點進行并行的矩陣向量乘運算，從而統(tǒng)計出集群在不同分塊方式下的運算開銷；在基準矩陣集測試完成之后，對于不同的分塊方式分別計算出集群運算的平均開銷，選取其中平均開銷最小的分塊方式作為集群進行矩陣向量乘的最終分塊方法；

步驟2.?數(shù)據(jù)存儲轉(zhuǎn)化過程，具體是：

2-1.?按照行主序依次讀入非零元素，并按先后順序?qū)⑵淞刑栍涗浻谙蛄績?nèi)，數(shù)值記錄于向量內(nèi)；

2-2.?將原矩陣按分塊方式的行高，對行進行平均劃分，并對每個劃分內(nèi)的元素按列主序重新排序存儲，此次排序?qū)⒅匦抡{(diào)整向量與向量中元素的分布；自頂向下劃分原矩陣為4個區(qū)域大小大致相同的子矩陣區(qū)域塊；

2-3.?在當(dāng)前劃分區(qū)間內(nèi)，不斷以第一個未被劃分進向量所在區(qū)間的非零元素所在列為起始列，按分塊方式的列寬劃分出子矩陣塊，并用向量控制當(dāng)前塊中非零元素在向量與向量內(nèi)所處的區(qū)間，如此遞歸進行劃分直到子矩陣塊大小小于所設(shè)定的分塊大小；此時用向量記錄該劃分內(nèi)所形成的塊在向量內(nèi)的索引區(qū)間；

步驟?3.?部署分配，具體是：

3-1.?從向量中獲得待劃分矩陣的總塊數(shù)；

3-2.?根據(jù)集群節(jié)點數(shù)將計算子矩陣的塊數(shù)平均分配到各節(jié)點；

3-3.?各節(jié)點根據(jù)自身的核數(shù)，將計算量再平均分配到相應(yīng)的核上；

步驟?4.?進行演算，具體是：

4-1.初始化三維不可壓縮管流網(wǎng)格及邊界；根據(jù)節(jié)點數(shù)目和特性對管流進行劃分，假設(shè)節(jié)點數(shù)目為，則將管流計算區(qū)域劃分為個計算子域并確定各個子域的計算域、邊界與鄰接子域；

4-2.相鄰節(jié)點交換邊界數(shù)據(jù)；

4-3.對讀入的系數(shù)矩陣根據(jù)步驟2對矩陣進行存儲轉(zhuǎn)化，并根據(jù)步驟3中得到的分配方案，對子矩陣在集群節(jié)點上進行分配；?

4-4.判斷計算域是否有關(guān)聯(lián)性，若有關(guān)聯(lián)性則對相關(guān)數(shù)據(jù)進行節(jié)點間分發(fā)，否則通過控制集群中的各計算節(jié)點和實現(xiàn)線程間的并行運算；

4-5.各子節(jié)點將結(jié)果發(fā)送給主節(jié)點并在主節(jié)點中進行歸約運算；

4-6.在主節(jié)點中判斷結(jié)果向量是否達到指定的收斂標準，若滿足，則演算結(jié)束，否則轉(zhuǎn)入步驟4-2。