无结构网格上二维浅水波方程组的并行算法研究

摘要

对并行计算中的一些基本知识做了必要的介绍，其中包括并行计算机、并行算法设计和并行编程模式等。对MPI进行较为详细的说明，讨论了MPI程序的设计流程，MPI系统的基本函数，阻塞式和非阻塞式通信方式以及MPI数据类型等。 在一般的MMET(Minimizing Maximum Execution Time)模型工作基础上，考虑到实际计算区域中更多种网格单元的情况下，针对无结构网格的区域分裂问题，建立了以最小化最大执行时间为目标函数的MMET区域分裂的数学模型，得到了较好的理论并行加速比和并行效率。 对二维浅水波方程的无结构有限体积数值模型做了简单的介绍，然后采用本文建立的MMET区域分裂模型，对无结构网格进行了区域分裂，并且在无结构网格上的二维浅水波方程原有的串行程序基础上进行了并行程序的设计，在联想机群上进行了并行实现，分别用2个和4个机群节点运行计算，得到了比较满意的并行加速比和并行效率。浅水波

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第一章绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3本文的主要工作和结构

第二章高性能并行计算概述

2.1并行计算机发展简介

2.2并行计算机体系结构

2.3并行算法

2.4并行程序设计模型

2.5并行编程模式

2.6并行计算的性能评价

2.7本章小结

第三章高性能计算平台构建与MPI并行库

3.1机群硬件配置

3.2机群软件配置

3.3 MPI并行编程技术

3.4本章小结

第四章无结构网格的区域分裂

4.1区域分裂算法

4.2本文设计的区域分裂算法

4.3本章小结

第五章无结构网格有限体积数值模型

5.1守恒型浅水方程

5.2有限体积法基本思想

5.3浅水方程的有限体积格式

5.4本章小结

第六章钱塘江涌潮二维数值模拟并行研究

6.1钱塘江河口概况

6.2钱塘江涌潮数值模拟并行研究

6.3二维浅水波方程组的并行程序设计

6.4本章小结

第七章全文总结和展望

7.1全文总结

7.2本文主要创新工作

7.3展望

参考文献

致谢