基于MPI的三维井地电磁场并行计算研究与实现

摘要

计算机技术的发展极大地促进了计算科学的发展，然而由于工艺技术及材料物理性能的限制，单台计算机的运算速度还是有限度的，使得单处理机远远满足不了现代许多领域中大规模的计算对计算速度的要求，因此对高性能计算进行研究是很有必要的。并行计算是高性能计算的主要发展方向之一。 设计高效的并行程序是实现高性能并行计算的关键。常用的并行编程工具有MPI(MessagePassingInterface)，PVM，HPF(高性能Fortran)等，其中MPI以其可移植性好、功能强大、效率高等优点而被并行计算界广泛的接收，成为消息传递并行编程模式的标准。 本文在介绍了MPI的基本特性后，对并行算法的设计与实现方法进行了研究，然后在MPI的分布式网络并行编程环境下，以电磁场理论应用为背景，对共轭梯度法和井-地交流电法的问题进行了并行算法的研究与实现，并测试和分析其并行性能。 共轭梯度法在求解与电磁场有关的大规模线性方程组中占有非常重要的地位。文中通过对共轭梯度法中矩阵矢量乘部分的并行化来实现其并行。 井-地交流电法主要用于圈定已知油气藏边界和预测已知油气藏周边的含油气有利区块，这是目前油气勘探开发中一类重要而又急需的方法。根据井-地交流电法的体积分方程正演模拟方法的特点，利用其三维空间的网格剖分，以域分解为思路来实现三维井地交流电法的并行计算，从而实现井地三维电磁数值模拟。

目录

文摘

英文文摘

第1章概述

第2章MPI简述

第3章并行环境的构建

第4章并行算法设计与共轭梯度法并行计算

第5章井-地三维交流电法电磁场并行计算

第6章总结与展望

致谢

参考文献