高性能计算平台的设计与应用

发布时间：2019-09-03 08:44

【摘要】：随着计算机技术和网络技术的飞速发展，高性能计算逐步成为科技创新的重要手段和人类认识世界、改造世界的第三大科学研究方法，被广泛应用于各行各业。然而，高性能计算在计算流体力学中的应用存在一些问题，特别是对一些大规模的复杂问题、前沿问题和科学问题，需要编写代码进行数值仿真。本文针对存在的问题，提出了一种基于Message Passing Interface（简称MPI）的并行算法，在Linux操作系统中设计和实现一套高性能计算平台，并进行了应用。 本文根据MPI并行的特点，采用区域分解法进行并行计算，将整个区域的数据文件分解成与MPI进程的标示号一一对应的小区域的数据文件，并在文件名前面加上包含标示号信息的前缀，从而仅需要处理每个小区域的数据和邻近区域数据的交换，简化了并行程序的设计和编写工作。 本文对高性能计算的应用进行了需求分析，设计了一套在一个节点上完成全部并行计算操作的平台，在Linux操作系统中基于Shell语言和AWK语言编程，实现了文件处理、并行计算、进程管理、文件管理、用户管理、系统管理等操作一键完成，从而减少了并行计算前和并行计算后的手动操作。 本文搭建了一套高性能并行集群，进行了并行环境配置，对平台进行了测试，，基于MPI和FORTRAN语言进行并行程序设计和实现，并将平台应用于计算流体力学。结果表明，该平台成功地实现了高性能并行计算，降低了并行计算的编程难度，减少了并行计算的手动操作，具有很高的实用价值。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TP311.52;TP38

【参考文献】

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本文编号：2531235