GRAPES模式中Helmhothz方程两种求解方法的对比研究

• 作者: 伍湘君 宋君强 张理论 李兴良 胡江林 金之雁 陈德辉
• 来源期刊: 计算机工程与科学
• 学科: 工学
• 关键词: GRAPES H elmholtz方程 广义共轭余差法(GCR) 广义最小残差法(GMRES)
• 年，卷（期）: 2011,（11）
• 所属期刊栏目: 计算机体系结构
• 页码范围: 65-70
• 分类号: TP301
• 字数: 4244字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1007-130X.2011.11.012

摘要

GRAPES是中国气象局自主研发的一个全球/区域分析预报系统.其模式计算方程组经过离散化之后,积分求解过程最终归结为对一个椭圆方程或Helmholtz(赫姆霍兹)方程的求解,这个求解是整个动力框架计算的核心.在目前GRAPES全球模式的准业务计算中,对于分辨率为0.5°的系统,Helmholtz方程的求解时间占到了整个模式计算时间的三分之一强.而且随着未来高分辨率模式的进一步加细,以及模式计算精度的提高,方程求解计算总量更是呈指数式增长.为此,本文分析了GRAPES模式中求解Helmholtz方程所采用的广义共轭余差法(GCR),并对比给出了利用PETSC函数库中提供的GMRES方法求解Helmholtz方程的一些初步测试结果.结果表明,采用高精度的GMRES方法可以减少模式预报偏差,改善模式预报准确度,在大规模并行计算时具有更好的可扩展性能.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	陈德辉	中国气象局数值预报中心国家气象中心	46	1072	15.0	32.0
2	金之雁	中国气象局数值预报中心国家气象中心	21	335	11.0	18.0
3	胡江林	中国气象局数值预报中心国家气象中心	26	397	12.0	19.0
4	宋君强	国防科学技术大学计算机学院	52	585	9.0	23.0
5	张理论	国防科学技术大学计算机学院	22	322	6.0	17.0
6	伍湘君	国防科学技术大学计算机学院	12	204	6.0	12.0