多块结构化网格CFD并行计算和负载平衡研究  被引量:8

CFD Parallel Computing and Load Balancing Research Using Multi-block Structured Grids

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作  者:郑秋亚[1,2] 刘三阳[1] 左大海[2] 梁益华[3] 

机构地区:[1]西安电子科技大学理学院,西安710071 [2]长安大学理学院,西安710064 [3]中国航空计算技术研究所航空流体动力数值模拟重点实验室,西安710068

出  处:《工程数学学报》2010年第2期219-224,共6页Chinese Journal of Engineering Mathematics

基  金:航空科学基金(20081431);国家自然科学基金(60974082)~~

摘  要:基于连续拼接多块结构化网格,通过求解雷诺平均Navier-Stokes方程研究并行计算中的负载平衡问题。利用组合优化中的排序理论设计负载平衡算法,实现了网格数据的自动划分和各处理机上计算任务的自动分配。在工作站集群MPI并行环境下,通过实例考察了负载平衡算法和并行计算的性能,16个处理机上的负载均方差和负载相对均方差分别为0.0084和0.1347%,并行计算结果和实验数据吻合良好,并行效率高。本文算法具有良好的可扩展性,适用于MIMD结构计算机上基于多块结构化网格并行计算中的负载平衡问题。This paper discusses the parallel computing and load balancing problems of Navier-Stokes equations, which are solved by using the multi-block structured grids with grid points matched on sub-domain boundaries. A load balancing algorithm is developed by using the scheduling method in combinatorial optimization, so that the grid partitioning and the task allocation can be implemented automatically. Several cases are performed on an MPI-based workstation cluster to investigate the performance of the load balancing algorithm and the parallel computing. With 16 processors, the absolute and relative load mean squared deviation are 0.0084 and 0.1347%, respectively. The computed results agree well with the experiment, and the parallel efficiency is high. This algorithm has a good scalability and can be used to deal with load balancing problems of CFD parallel computing which uses the multi-block structured grids on the MIMD computer system.

关 键 词:Navier—Stokes方程 负载平衡 并行计算 排序 

分 类 号:V211.3[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]

 

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