带自由表面三维浅水流动的并行化模拟研究

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:user1944
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,人们在河口海岸区域开展的资源开发、工程建设等活动越来越频繁,有力地推动了河口海岸的相关研究,而环境水动力学的计算一直以来都是河口海岸研究中的基础问题和热点问题。为了能对环境水动力过程进行准确的模拟,很多研究人员以及研究机构都开发出了自己的数值模拟软件对河口海岸地区的流场进行模拟。然而,随着人们对河口海岸水动力学问题的研究不断深入,对流场模拟的计算精度也提出了更高的要求。河口海岸带空间跨度巨大,然而随着空间分辨率的要求不断提高,数值模拟的计算量激增。当前计算机硬件发展迅速,多核“胖节点”和机群等高性能计算机的发展日新月异。为了充分利用计算机硬件资源,串行模式的计算软件势必为并行软件所取代。  本文通过对当前主要的两类并行计算机——分布式内存计算机和共享内存计算机以及相应并行工具MPI和OpenMP的分析比较,结合当前计算机向众核发展的趋势,选用OpenMP作为并行工具开展了并行计算相关的研究。在原有自主开发的三维河口海岸水动力学数值模拟软件OCERM(Ocern Coast Estuary and River Model)的基础上,实现了程序的并行化。为了获得最优的并行效率,通过细致的优化,避免程序在并行执行过程中不必要的同步,同时充分利用多核计算机的高速缓存。在共享内存多处理机(Shared-memory MultiProcessor)上对平底矩形槽内明渠流算例进行测试。通过对比,研究了计算规模、并行粒度、线程绑定等因素对于并行效率的影响,进一步分析了基于带预处理的双共轭梯度算法求解线性方程组的计算程序 OCERM并行化后的可扩展性。最后基于并行化的OCERM计算程序对长江口及杭州湾区域的潮汐流场进行了数值模拟,验证了模型的可靠性。
其他文献
电磁继电器中含有大量软磁材料,软磁材料的性能直接决定产品的整体性能。实际继电器生产中发现,继电器磁性零部件的磁性能不达标是导致继电器产品一致性较差的相当一部分原因。目前国内外还没有从继电器软磁材料性能角度出发来提高继电器一致性,但是继电器软磁材料磁性能一致性是决定继电器产品一致性的关键因素之一,所以亟待开展热处理工序参数对继电器软磁材料磁性能影响研究。本文以某型号电磁继电器为研究对象,通过研究热处
进入21世纪以来,能源安全与气候变化成为国际社会关注的焦点。为保障能源安全和发展低碳经济,国内外普遍认为推广节能环保的电动汽车是解决此问题的重要途径之一。然而电动汽车
近年来,码垛技术作为自动化领域中的一门新兴技术,得到了飞速的发展。码垛机器人具有柔性的工作能力,极大地适应了不同的工作任务需求,已经广泛应用于社会生产中的多个领域,并对我
水利水电工程对于我国的经济和社会全面建设有着重要的影响,而其工程质量问题也是国家相关部门和社会各界高度关注的内容.为此,工程的承建企业必须加强施工期间的质量管理,将
就长远的发展眼光来看,水利工程项目建设具体来说就是对某一特定范围内的生存、生态环境进行新的改进与布局,是对一定区域内生存、生态环境的重新优化布局,可以在很大程度上
该论文研究高压水射流计算机模拟的可视化.论文对高压水射流流场的可视化为中国水射流技术研究开创新的途径.论文总结三维空间数据场可视化的基本流程和三维矢量场的可视化基
电力工业是国民经济的基础产业,是经济发展和社会进步的重要保障,其重要性不言而喻。但是,传统的供电管理方式已经不能满足市场的需求,以计算机网络为主要工具的现代化管理手
针对"航天清华一号"微小卫星的特点,该文研究了策略梯度稳定小卫星珠伸民动力学和姿态大角度机动控制问题.重力梯度稳定小卫星平台因为具有结构简单,可靠性高,耗能少等优点,
该文对铁电陶瓷的本构关系和力学行为进行了研究,提出了在不考虑电畴翻转情况下铁电陶瓷的非线性本构关系.编制了8结点等参有限元程序,对压电材料的力学响应及断裂行为进行了
该论文从工程应用的角度讨论了有限元模型修正技术的一些关键性问题,并且提出了作者的观点;提出了一个新的计算动力缩聚矩阵的迭代公式,与目前广泛被使用的改进逐级近似法的