大气数值模式中FFT算法的设计与实现  

DESIGN AND IMPLEMENTATION OF FFT ALGORITHM IN ATMOSPHERIC NUMERICAL MODEL

作　　者：王玉柱[1,2] 姜金荣[1] 迟学斌[1] 岳天祥[3] 

机构地区：[1]中国科学院计算机网络信息中心超级计算中心,北京100190 [2]中国科学院大学,北京100049 [3]中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101

出　　处：《数值计算与计算机应用》2013年第4期312-322,共11页Journal on Numerical Methods and Computer Applications

基　　金：国家高技术发展计划(2010AA012301;2012AA01A309)资助项目

摘　　要：大气数值模式中常用到的FFT软件包FFT99由于没有考虑硬件配置和FFT算法的变换参数影响,造成计算效率不高.因此,本文基于FFTW3,根据大气数值模式的特殊需求,设计实现了新的FFT99软件包SC_FFT99.数值试验表明,在FFT计算速度方面,根据新算法设计的SC_FFT99软件包比FFT99有较大的提高.理想情况下,SC_FFT99计算速度比FFT99快2.5到3.5倍.并且SC_FFT99已应用于中国科学院大气物理研究所开发的大气环流模式IAP AGCM4.0的数值模拟,测试结果显示:计算速度比原来的FFT99快0.39倍.The FFT99 is a common used software package in atmospheric numerical models. Because it takes no account of the influence of hardware configuration and FFT transforma- tion parameters, its computational efficiency is not much too high. Therefore, according to the special needs of atmospheric numerical models, we have designed and implemented a new package called SC_FFT99 based on FFTW library. Numerical experiments show that SC_FFT99 based on new algorithm is more efficient than FFT99 in computing speed. Ide- ally SCJFFT99 is 2.5 to 3.5 times faster than FFT99. In addition, the new SC_FFT99 has already been used in numerical simulation of IAP AGCM4.0 and it is 0.39 times faster than FFT99.

关 键 词：大气数值模式 FFT FFTW FFT99 

分 类 号：P435[天文地球—大气科学及气象学]