国家重点基础研究发展计划(2011CB309702) 作品数:38 被引量:136 H指数:6 相关作者: 莫则尧 邓力 李刚 安恒斌 徐小文 更多>> 相关机构: 北京应用物理与计算数学研究所 中国工程物理研究院 中国科学院 更多>> 发文基金: 国家重点基础研究发展计划 国家自然科学基金 国家高技术研究发展计划 更多>> 相关领域: 自动化与计算机技术 理学 核科学技术 更多>>
一种科学计算应用的快速I/O方法——双路并行I/O 2014年 许多并行科学计算应用使用HDF5等数据格式管理计算数据与元数据。一般条件下,科学计算数据与元数据有不同的存储特征。数据存储规模较大,可以在并行文件系统中获得较高的I/O效率。元数据存储规模较小,难以发挥并行文件系统带宽。一旦数据与元数据混合存储,元数据I/O将较多的干扰数据I/O,降低总的I/O效率。针对数据与元数据的不同I/O特征,本文设计双路I/O系统,该系统优化元数据的存储位置。将元数据存储于容量较小、但是延迟较低的固态盘文件系统中,在降低元数据I/O延迟的同时提高数据I/O的连续性。实验表明,双路并行I/O可以提高数据读带宽3倍左右。 曹立强 沈卫超 夏芳关键词:数据模型 数据格式 基于区域分解技术的并行四面体网格生成算法 被引量:6 2014年 面向三维复杂几何模型,提出了一种基于区域分解技术的并行四面体网格生成算法。该算法采用分而治之的策略,将复杂的三维几何区域分解成若干个子区域,将子区域分发到每个处理器上,在各个子区域上采用约束Delaunay三角化算法,并利用迭代的技术并行地生成四面体网格。数值实验结果表明,该算法具有良好的可扩展性和稳定性,与传统方法相比,不仅大大降低了网格生成的时间,同时保证了子区域之间交界面上网格的一致性和协调性,生成了高质量的四面体网格。 徐权 崔涛 刘青凯 曹小林关键词:网格生成 约束DELAUNAY三角化 3维全电磁粒子软件NEPTUNE中的并行计算方法 被引量:2 2011年 介绍了NEPTUNE软件采用的一些并行计算方法:采用"块-网格片"二层并行区域分解方法,使计算规模能够扩展到上千个处理器核。基于复杂几何特征采用自适应技术并行生成结构网格,在原有规则区域的基础上剔除无效网格,大幅降低了存储量和并行执行时间。在经典的Boris和SOR迭代方法基础上,采用红黑排序和几何约束,提出了非规则区域上的Poisson方程并行求解方法。采用这些方法后,当使用NEP-TUNE软件模拟MILO器件时,可在1 024个处理器核上获得51.8%的并行效率。 陈军 莫则尧 董烨 杨温渊 董志伟关键词:并行计算 高功率微波 科学计算双路并行I/O优化方法 被引量:1 2015年 科学计算数据集由数据和元数据组成.一般条件下,数据的尺寸较大,元数据尺寸较小.传统的高性能计算机并行文件系统可以高效率地读写大块连续数据,但是无法高效率地读写大量较小块的元数据.一旦大块数据和小块元数据两类读写特征混杂在一起,元数据将较严重地干扰并行I/O,造成性能的下降.为此,文中提出数据与元数据分治的双路并行I/O方法.该方法在高层I/O库中建立内存文件系统与并行文件系统两级存储,在存储资源之间并行迁移科学计算元数据.一方面降低较频繁读写元数据的I/O延迟,另一方面改变科学计算数据的存储特征与存储模式,从而提高科学计算应用、尤其是数据分析与可视化等读入密集型应用的I/O效率.测试表明,双路并行I/O方法可提高写性能8%~13%,提高读性能89%到1.01倍. 曹立强 莫则尧 沈卫超 夏芳 陈军关键词:并行I/O 数据格式 MCNP程序几何描述能力扩展及应用测试 被引量:2 2013年 为使MCNP程序能模拟数百万规模的反应堆"pin-by-pin"问题和医学体素模型,本文对MCNP程序进行了改进,使几何块、几何面数量可扩展。改进后的程序对硼中子俘获治疗(BNCT)的人体大脑进行几何建模,栅元数量达百万量级;计算了大脑的中子、光子吸收剂量率随深度的变化,为大脑BNCT提供理论支持。此外,对百万规模的"Like n But"重复结构模型进行了串、并行测试,验证了几何规模扩展后程序计算的正确性。 刘镇洲 李刚 邓力 柴晓明关键词:MCNP 硼中子俘获治疗 自适应结构网格上扩散方程隐式时间积分算法及其应用 被引量:6 2012年 提出一种自适应结构网格(SAMR)上求解扩散方程的隐式时间积分算法.该算法从粗网格到细网格逐层进行时间积分,通过多层迭代同步校正保证粗细界面的流连续和计算区域的扩散平衡.分析算法复杂度,并给出评估算法低复杂度的准则.典型算例表明,相对于一致加密情形,本文算法能够在保持相同计算精度的前提下,大幅度降低网格规模和计算量,且具有低复杂度.将算法应用于辐射流体力学数值模拟中非线性扩散方程组求解,相对于一致加密网格,SAMR计算将计算量下降一个量级以上,计算效率提高33.2倍. 徐小文 莫则尧 刘青凯 安恒斌关键词:辐射流体力学 BNCT治疗规划系统MCDB算法及测试 被引量:1 2012年 给出BNCT治疗计划系统软件MCDB的算法及测试结果,通过使用材料矩阵描述BNCT的网格模型,配合快速径迹算法和计数矩阵,进行粒子输运模拟及计数,模拟结果显示,MCDB的计算精度与MCNP相当,计算速度较MCNP提高3.1~3.4倍.MCDB模拟1 000万粒子的时间不足2个CPU小时,可保证大部分网格剂量误差在5%以内,基本上达到了BNCT临床要求,可用于30 kW的医院中子照射器的临床治疗. 李刚 邓力 陈朝斌 叶涛 莫则尧关键词:BNCT 蒙特卡罗 基于网格片的氧碘化学激光器多块并行数值模拟 被引量:1 2014年 为实现氧碘化学激光器(COIL)喷管流场大规模数值模拟,采用VICON程序中的基本方程与数值算法,应用JASMIN框架中的基本数据结构——网格片,以及多块结构网格拼接并行算法,发展了三维多块COIL并行模拟程序。数值实验结果展示了该并行模拟程序的正确性及可扩展性,并在2048个处理器核上模拟450万网格单元算例,加速比超过420。 郭红 李艳 安恒斌关键词:氧碘化学激光器 多群辐射扩散方程组的分裂迭代算法收敛分析 被引量:1 2013年 分析了多群辐射扩散方程组的分裂迭代算法的收敛速度,证明其收敛特性,给出迭代矩阵谱半径的解析公式.对谱半径进行数值计算与分析,揭示算法的收敛速度与辐射系数之间的依赖关系,数值算例验证了理论结果,给出了该算法的适用条件. 杭旭登 李敬宏 袁光伟蒙特卡罗粒子输运程序JMCT研制 被引量:46 2013年 介绍了具有自主知识产权的蒙特卡罗(MC)粒子输运程序JMCT的初步研制成果。JMCT基于三维组合几何支撑软件框架JCOGIN,采用模块化,分成多层管理结构,可处理多群碰撞和连续能量碰撞,可进行粒子并行和区域分解并行两种并行方法,并具有良好的可扩展性和高速通信技术,同时配有可视化建模前处理软件。介绍了JMCT采用的多群物质碰撞机制,展示了程序模拟计算测试模型的结果,与MCNP程序计算结果一致。JMCT串行计算速度相比MCNP提高了约3倍;在20 480个处理器核上模拟2×109样本,并行效率可达70%。 李刚 张宝印 邓力 胡泽华 马彦关键词:蒙特卡罗方法 粒子输运