基于并行可扩展科学计算工具集求解GRAPES全球非静力模式亥姆霍兹问题

• 作者: 宋君强 张理论 胡江林 赵文涛
• 来源期刊: 气象学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: GRAPES 亥姆霍兹方程 并行可扩展科学计算工具集 高性能预条件库 预条件
• 年，卷（期）: 2011,（3）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 432-439
• 分类号: P456.7
• 字数: 6921字
• 语种: 中文

摘要

亥姆霍兹方程是非静力平衡大气模式动力内核的主要计算瓶颈之一,其离散矩阵性态差,采用常见预条件Krylov迭代往往收敛很慢.随着全球非静力平衡大气模式时空分辨率的不断提高,亥姆霍兹方程求解面临求解精度和计算时间的双重困难.在高分辨率情况下,迭代计算步数和计算量剧增,而且很多传统的预条件迭代求解方法不收敛,迫切需要研究收敛性和并行可扩展性兼备的预条件迭代方法.为此,在安腾机群上建立了基于并行可扩展科学计算工具集(PETSc)的GRAPES全球非静力平衡模式亥姆霍兹问题并行解法器对比研究平台,结合高性能预条件库(hypre),完成了对GRAPES在用解法器、代数多重网格、并行不完全LU分解(EUCLID)及加性Schwar:区域分解等一系列克雷洛夫预条件迭代的分析对比.结果显示PETSc结合高性能预条件库的并行方案是解决GRAPES模式三维亥姆霍兹方程高效并行计算的一个有效途径,其中以代数多重网格预条件迭代的性能最突出;并行加速比分析显示,代数多重网格预条件迭代的并行可扩展性明显优于GRAPES现有解法器,更适用于更高精度和较大规模并行计算.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	胡江林		26	397	12.0	19.0
2	宋君强	国防科学技术大学计算机学院软件研究所	52	585	9.0	23.0
3	张理论	国防科学技术大学计算机学院软件研究所	22	322	6.0	17.0
4	赵文涛	国防科学技术大学计算机学院软件研究所	26	223	6.0	14.0