文档介绍：西北工业大学
硕士学位论文
MPI平台下二维欧拉方程数值解法
姓名:韦祥文
申请学位级别:硕士
专业:飞行器设计
指导教师:徐敏
20030301
摘要关键词:并行计算,负载平衡,通信,消息传递接口,欧拉方程,有我们知道,由于流场的复杂性,要谢足够多的网格点才能分辨出流场的细微结李勾。另乡趝ㄥ鞴霰DJ校枰;袢旃龆璞缑鋈踅煌ⅲ馑得计算工作量变得十分巨大。为了使冗长的求解过程达到工程上可以接受的程发,以利于实踩应用,必须缩短计算时潮提裹计冀效率。强兹鼹决阂题熟主要途径有两条:~是改善数值方法,利用各种收敛技术来减少计算时间;二是利用并行环境,实现软件豹多机并行计算,达到大幅度降低计算时闽的屡黝,使本论文采用欧拉方程作为控制方程,手弥行挠邢尢寤ㄥ噌茇】赵睦肷ⅲ得到对时闯交鬃的常微分方程鳃,采用龙格库塔多步法进行时间积分,加入人流动逶行并行数值模藏。狼孀M瓿射醭〖撇揪蚕庥瑁魑S氩⑿邑“泱鹘吓位!靡蕴戳右蛔槲⒒訪操作系统和消息传递接口琈为并行纛窿开发臻凌,建立了集释式鲍陕舵腱嗖⑿斜喑谭椒ㄊ佃顺∈锸惆据浚⒍杂捌炖托效率的负载分配、通信等因素进行了研究。得某些艇型计算成为可能。工粘性以消除激波和驻点附近的压力振荡等方法来对翼型的实际本论文的工作主要包括以下三个方面:并行计算系统。疆俸积法,茂臻簿塔法,久工襁经西北工业大学硕士学位论文
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第一章绪论研究意义蛞诖卧怂悖级甚黧千万亿灰运算缈罕3恫⑿屑扑闶印【内容提要】本章主要论述研究目的、研究意义、研究内容、并行计算的在工程应用的需求和推动下,计算流体力学,箕称“随羞计算机的飞速发艘和计冀搔式的不断曼数藕缛到迅猛发展,同时在工程实际中的应用范围也懑来越广泛,逐拶与地面试验、飞行实骏~起成为飞行器性能分析、飞行器空气动力学设计和飞行器设计鲍三大工具。但是,枰8咚俣取⒋笕萘康模籌慊鲜乖谀壳肮ひ账剿能提供的浮点运算速度摄炔、容攫最大的超级计算机上进行计算,一个三维非定常阚黩的数傻模攒氇簧花费狠长时阊。用诗冀梳对整黎飞机进行设计时,登须考虑湍流和真实气体效应,求解复杂的三维内流场和外流场,满要订三是由于各个领域存在类似的大型科学计算问题,如核模拟、数值天气けā石漓麓麓数撂楚毽、遥测遥感秘粒子耱懋等,它们绳出了对诗冀梳性靛越来越陌的需求,促使计算机不断向前发展。殿过来,计算机学科的发展又促使计算流俸力学等需要嵩速度大容量豹诗冀援俸秀疆究工具麓学辩移专韭赣受深更商更广的方向扩展,进鲇痔岢龆约扑慊阅芨叩囊G螅晌I杓菩乱淮箨凝戆漂动力。援然诗冀援硬譬⒄鹚俣让馗谜诹枳嚎椋运嗳辉跺义不了ぷ魅嗽钡男枨螅蚨庑┠攴⒄蛊鹄吹牟⑿谢缡导扑简稼“并行计算”狢静发鹱提供了裁熬动力,邸:剩建瑗凑戆诗冀瓤条件,在网络环境下进行并行数值计算,可以大大键高计算效率,缩短计算从露缩短了飞行器设计钓研发瘸期,在我强靛空靛天事数的发震中起羞攀是轻麓的作并1韭畚闹饕U攵圆⑿屑扑阏庖环较蜃鹘徊降奶教趾脱芯浚R院从事更深层次更全面的研究打下一个坚实的基础。从总的来看,研究并行计算的意义裔:梢约涌焖俣龋次「痰氖奔淠诮饩鱿嗤奈侍庀吩谙嗤亩闯内解决更多更复杂的阏题,特稍是对一些新岛现的巨大挑战闻题,不使用并王见状和发展以及论文的工作安排。荆商北.￡业大学硕士学位论文
现状和发展谑⊥度耄⑿屑扑憧梢砸越系偷耐度胪瓿纱屑扑愕娜挝瘢黄莆锢砑薜脑际馑偈遣豢捎庠降乃俣燃蓿璞负筒牧弦并行计算是指在并行计算机或分布式计算机等高性能计算系统上所做的计算,它的物质基础是高性能并行计算机,当然也包括分布式网络计算机。早期的并行化技术研究主要集中在向量机的向量化技术,侧重于开发程序的细粒度并行性,目前这种技术已经发展得相当成熟。为了进一步提高并行计算的计算效率,从八十年代中期,人们开始侧重于研究和开发粗、中粒度的并行性。并行计算机是由两个或两个以上的一组处理单元构成的,这组处理单元通过相互之间的通信和协作以更快的速度来共同完成一项大规模的计算任务。在珻度胙芯亢陀τ弥埃⑿谢第一个阶段是阵列机的研制和发展,这个阶段开始于年代后期,。在这个阶段,向量多处理机的体系结构有了重大的发展,以此同时,向量识别和自动编译技术也有所突破。期怕⑿猩杓萍际醴矫嬗辛私徊降奶岣吆屯晟疲逑到峁挂踩涨鞒墒臁5是,由于共享结构的限制,系统的规模不可能做得很大,因而系统的可扩展性第四个阶段开始于年代末年代初。在这个阶段,基于分布存储的大琈晌2⑿谢易宓臀夜氖锕猓榷际钦种类型的代表。脖还惴河τ糜诳蒲Ъ扑恪⒐こ棠D夂托藕糯淼雀呖不可能做得无限小,只有通过并行计算才能够不断提高速度。到九十年代,并行计算已经成为国内国外的研究热点。下面我们简单回顾一下并行计算的发展历程。的发展基本上