[發明專利]一種基于進程并行的流線可視化并行加速方法

在審

• 申請號: 202210979580.8
• 申請日: 2022-08-16
• 公開（公告）號: CN115344383A
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 魏貴義;方熔翔;張繼發
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;G06T1/20
• 代理公司: 杭州奧創知識產權代理有限公司 33272
• 代理人: 王佳健

1.一種基于進程并行的流線可視化并行加速方法，其特征在于包括如下具體操作步驟：

步驟1，流場網格點劃分階段，通過KD樹將由流場網格點組成的大規模數據塊進行劃分，將劃分后的葉節點和內部節點信息進行存儲；

步驟2，按照步驟1得到大規模數據塊劃分后的若干個小數據塊，再通過多個進程并行讀取流場網格點數據；

流場網格點數據全部讀取完成之后，再將數據匯總；

步驟3，按系統設置的進程數，均勻分配數據塊；

步驟4，為每一個數據塊設置ID，并對應各自的進程號P_i；

每個進程計算各自管理的數據塊的邊界值，全部計算完之后，將邊界值匯總到0號進程；

0號進程將邊界信息發送給其它進程；

步驟5，積分計算階段，通過設定的積分步數，對積分任務量在進程間再分配；

步驟5.1，在流線積分初始化階段，首先采用均勻布種方式，使每個進程的初始任務量相同；

其次，為每個種子點設置對應進程內序號；

步驟5.2，為所有進程設置一個統一的積分步數；

步驟5.3，當所有進程都達到該積分步數時，重新對積分任務量進行分配；

當種子點到達臨界點或超出數據塊邊界，則為到達積分終點，減少該進程積分任務；

當種子點運動到進程中的其它數據塊上，直接訪問即可，不改變任務量；

當種子點運動到其他進程中的數據塊時，將該種子點的坐標信息通過0號進程匯總，并傳遞給越界后的數據塊對應進程，原進程任務量減少，越界后的數據塊對應的進程任務量增加，總任務量不改變；

步驟6，再分配完成后，開始下一輪積分計算，直到所有積分計算完成為止；

步驟7，將計算結果可視化，顯示流場中粒子的運動軌跡。

2.根據權利要求1所述的一種基于進程并行的流線可視化并行加速方法，其特征在于：步驟1具體包括：

步驟1.1，由流場網格點構成數據集，為數據集的每個流場網格點建立索引，并統計流場網格點數量；

步驟1.2，讀取流場網格點坐標數據，按坐標的維度拆分坐標信息，并存儲；

步驟1.3，按照每個維度的數值信息排序；

步驟1.4，確定KD樹的最大劃分層級；

步驟1.5，按x、y、z軸的順序，循環進行層級劃分；

步驟1.6，存儲劃分后的葉節點和內部節點信息。

3.根據權利要求2所述的一種基于進程并行的流線可視化并行加速方法，其特征在于：步驟1.2中所述維度是x、y、z三個維度。

4.根據權利要求2所述的一種基于進程并行的流線可視化并行加速方法，其特征在于：步驟1.4中所述最大劃分層級maxLevel＝log₂(N+1)，其中N為流場網格點的個數。

5.根據權利要求4所述的一種基于進程并行的流線可視化并行加速方法，其特征在于：步驟1.5中所述劃分的層級必須小于最大劃分層級maxLevel的值。

6.根據權利要求2所述的一種基于進程并行的流線可視化并行加速方法，其特征在于：步驟1.5中當劃分后得到的子區域為進程數一定的倍數時，停止劃分。

7.根據權利要求1所述的一種基于進程并行的流線可視化并行加速方法，其特征在于：步驟2中所述流場網格點數據包括網格點坐標、網格點所屬網格的幾何信息以及網格點連接信息。

8.根據權利要求1所述的一種基于進程并行的流線可視化并行加速方法，其特征在于：在步驟3中相鄰的數據塊分配給同一個進程。