【摘要】：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，高性能計(jì)算逐步成為科技創(chuàng)新的重要手段和人類認(rèn)識(shí)世界、改造世界的第三大科學(xué)研究方法，被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。然而，高性能計(jì)算在計(jì)算流體力學(xué)中的應(yīng)用存在一些問題，特別是對(duì)一些大規(guī)模的復(fù)雜問題、前沿問題和科學(xué)問題，需要編寫代碼進(jìn)行數(shù)值仿真。本文針對(duì)存在的問題，提出了一種基于Message Passing Interface（簡稱MPI）的并行算法，在Linux操作系統(tǒng)中設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一套高性能計(jì)算平臺(tái)，并進(jìn)行了應(yīng)用。 本文根據(jù)MPI并行的特點(diǎn)，采用區(qū)域分解法進(jìn)行并行計(jì)算，將整個(gè)區(qū)域的數(shù)據(jù)文件分解成與MPI進(jìn)程的標(biāo)示號(hào)一一對(duì)應(yīng)的小區(qū)域的數(shù)據(jù)文件，并在文件名前面加上包含標(biāo)示號(hào)信息的前綴，從而僅需要處理每個(gè)小區(qū)域的數(shù)據(jù)和鄰近區(qū)域數(shù)據(jù)的交換，簡化了并行程序的設(shè)計(jì)和編寫工作。 本文對(duì)高性能計(jì)算的應(yīng)用進(jìn)行了需求分析，設(shè)計(jì)了一套在一個(gè)節(jié)點(diǎn)上完成全部并行計(jì)算操作的平臺(tái)，在Linux操作系統(tǒng)中基于Shell語言和AWK語言編程，實(shí)現(xiàn)了文件處理、并行計(jì)算、進(jìn)程管理、文件管理、用戶管理、系統(tǒng)管理等操作一鍵完成，從而減少了并行計(jì)算前和并行計(jì)算后的手動(dòng)操作。 本文搭建了一套高性能并行集群，進(jìn)行了并行環(huán)境配置，對(duì)平臺(tái)進(jìn)行了測(cè)試，，基于MPI和FORTRAN語言進(jìn)行并行程序設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，并將平臺(tái)應(yīng)用于計(jì)算流體力學(xué)。結(jié)果表明，該平臺(tái)成功地實(shí)現(xiàn)了高性能并行計(jì)算，降低了并行計(jì)算的編程難度，減少了并行計(jì)算的手動(dòng)操作，具有很高的實(shí)用價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TP311.52;TP38

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2531235