JASMIN框架中联邦并行计算及其在多物理耦合中的应用

J4 ›› 2013, Vol. 35 ›› Issue (1): 15-23.

JASMIN框架中联邦并行计算及其在多物理耦合中的应用

张爱清，莫则尧，曹小林，安恒斌，郭红

(北京应用物理与计算数学研究所计算物理重点实验室，北京 100094)

收稿日期:2012-05-11 修回日期:2012-08-20 出版日期:2013-01-25 发布日期:2013-01-25
作者简介: 张爱清(1976),女，浙江乐清人，博士，副研究员，研究方向为并行计算。
基金资助:
国家自然科学基金重点项目（61033009）;国家重点基础研究发展计划资助项目（2011CB309702）；国家高技术研究发展计划资助项目（2010AA012303）

Federation parallel computing in JASMIN and its application in multiphysics simulation

ZHANG Aiqing,MO Zeyao,CAO Xiaolin,AN Hengbin,GUO Hong

(Institute of Applied Physics and Computational Mathematics,
National Key Laboratory of Science and Technology on Computational Physics,Beijing 100094,China)

Received:2012-05-11 Revised:2012-08-20 Online:2013-01-25 Published:2013-01-25

摘要/Abstract

摘要：

多物理耦合是一类普遍的复杂应用问题。并行计算时，在充分考虑各个物理过程的基础上，还需要在不同物理过程之间建立数据依赖关系并交换物理量值。这无论对并行算法设计，还是对并行编程实现来说，均具有较大的难度。JASMIN框架提供联邦计算功能，很好地封装和实现了单层结构网格上的多物理耦合并行计算。该功能实际应用于激光聚变和地球系统模式等领域，支撑研发了多个应用程序，可以有效使用成千上万个处理器核进行数值模拟。关键词：多物理；并行计算；JASMIN框架

关键词: 多物理, 并行计算, JASMIN框架

Abstract:

Multiphysics simulation is a type of complex applications. When computing in parallel, one has to consider not only the implementation of different physical processes, but also the construction of data dependencies and exchange of physical quantities in different physical processes. This is challenging in both design and implementation of parallel algorithms. JASMIN provides federation parallel computing, which encapsulates and implements multiphysics parallel computing on single level structured grids. We apply this feature in real word scenarios such as ICF and earth system simulations and develop several applications. These applications can then run numerical simulations with thousands of CPU cores.

Key words: multiphysics；parallel computing；JASMIN

张爱清，莫则尧，曹小林，安恒斌，郭红. JASMIN框架中联邦并行计算及其在多物理耦合中的应用[J]. J4, 2013, 35(1): 15-23.

ZHANG Aiqing,MO Zeyao,CAO Xiaolin,AN Hengbin,GUO Hong. Federation parallel computing in JASMIN and its application in multiphysics simulation[J]. J4, 2013, 35(1): 15-23.

[1]	吴超, 卫谦, 周俊伟, 李会民, 孙广中. 基于异构计算平台的背景噪声预处理并行算法[J]. 计算机工程与科学, 2023, 45(10): 1711-1719.
[2]	王鑫, 彭健. 基于HYB格式SpMV在新一代申威架构上的实现与优化[J]. 计算机工程与科学, 2023, 45(10): 1754-1762.
[3]	刘屹成, 刘晓燕, 严馨. 并行平衡级联支持向量机[J]. 计算机工程与科学, 2023, 45(07): 1170-1177.
[4]	臧照虎, 李晨, 王耀华, 陈小文, 郭阳. 面向众核系统的层次化栅栏同步机制[J]. 计算机工程与科学, 2022, 44(11): 1901-1908.
[5]	张勇, 张曦, 万云博, 何先耀, 赵钟, 卢宇彤. 非结构有限体积CFD计算的网格重排序优化[J]. 计算机工程与科学, 2022, 44(10): 1721-1729.
[6]	范培勤, 过武宏, 韩梅, 唐帅, 张驰, . 水声环境特征参数并行预报方法研究[J]. 计算机工程与科学, 2021, 43(11): 1920-1925.
[7]	龚昊, 刘莹, 冯建周, 赵仁良, 冷佳旭, . 基于GPU加速的脉冲多普勒雷达信号处理[J]. 计算机工程与科学, 2021, 43(07): 1141-1149.
[8]	焦育威, 王鹏, 辛罡, . 基于采样尺度自适应的多尺度量子谐振子优化算法并行化[J]. 计算机工程与科学, 2021, 43(07): 1200-1209.
[9]	俞茂学, 贾东宁, 魏志强, 许佳立, 马广浩. 一种基于国产异构众核处理器的C++智能源码转换框架[J]. 计算机工程与科学, 2021, 43(06): 997-1005.
[10]	丁哲昭, 储根深, 胡长军, 李扬. 基于申威众核处理器的圣维南求解程序的并行与优化[J]. 计算机工程与科学, 2021, 43(05): 820-829.
[11]	丁峻宏, 苗新强, 李根国. 面向异构超算的结构分析高效并行计算方法[J]. 计算机工程与科学, 2020, 42(12): 2133-2140.
[12]	徐传福, 车永刚, 李大力, 王勇献, 王正华. 天河超级计算机上超大规模高精度计算流体力学并行计算研究进展[J]. 计算机工程与科学, 2020, 42(10高性能专刊): 1815-1826.
[13]	刘夏真, 袁武, 马文鹏, 胡晓东, 陆忠华, 张鉴. CCFD重叠网格并行算法设计和优化[J]. 计算机工程与科学, 2020, 42(10高性能专刊): 1833-1841.
[14]	赵钟，何磊，何先耀. 风雷（PHengLEI）通用CFD软件设计[J]. 计算机工程与科学, 2020, 42(02): 210-219.
[15]	李红军, 郭阳, 贾润. 归一化积相关算法加速方法研究及FPGA实现[J]. 计算机工程与科学, 2019, 41(11): 1905-1910.