流动模拟技术在注塑成型设计中的应用

利用MPI（Moldflow Plastics Insight）模拟分析软件对某注塑件不同浇口位置的流动情况进行了模拟分析，通过比较选择了最佳浇口位置，并在实际生产中得到了验证，以此为例说明了注塑CAE技术在塑料注射成型过程中应用的优势。     

应用MPICH并行化图像处理算法

近年来,图像处理技术取得了巨大进步,但随之也带来了不断增长的计算量.为了提高图像处理速度,作为主流解决方案之一的基于MPI的并行处理技术日益受到重视.文中首先介绍了MPI的基本知识,然后以图像处理中的一项重要技术-图像锐化(采用梯度算法)为例,说明了采用MPI对图像进行并行处理的具体过程,并就其中的两个核心步骤:建立并行算法模型及程序代码的编写进行了详细的阐述.最后通过对实验数据的分析说明了并行计算在图像处理领域所起到的重要作用.     

基于并行群体模拟退火算法的蛋白质折叠研究

蛋白质折叠研究对于揭示蛋白结构和功能关系,进而了解相关疾病的致病机理意义重大。蛋白质折叠已被证明是 NP-完全问题。本文针对蛋白质折叠研究中的能量最小化问题,提出了一种新的并行群体模拟退火算法（Parallel Group Simulated Annealing,PGSA）及其改进型算法（PGSA_1/K)。该算法使用了降温因子加速收敛精度,并采用 MPI 消息传递并行编程技术加快蛋白质结构空间搜索以及能量最小化寻找速度。以 Met_Enkephalin 蛋白为对象的计算机模拟仿真结果表明,我们提出的算法及其改进型有很好的扩展性,可以高效搜索蛋白结构空间,从而找到相关蛋白的最小能量结构。     

多核处理器并行计算模型研究

针对并行计算机体系结构中没有通用的计算模型这一问题,分析了一些现有的典型计算模型,在同步性、通信方式、参数方面进行比较,以LogGP模型为基础提出一种改进的mzLogGP模型。利用MPI并行算法对满足节点计算资源非独占、网络存在拥塞条件下的并行程序进行分析与测试,通过增加memory层次化层数和网络拥塞指数这两个参数,计算其计算开销和通信开销,将实测时间与预测时间进行比较,可知随节点数的增加系统误差不断减小,说明该新模型能改善并行应用在多核处理器集群平台上运行的性能,具有较好的可扩展性。     

复杂地形环境下的电磁覆盖范围并行算法

复杂地形环境下的电磁覆盖范围的仿真计算需要强大的计算能力作为支撑,搭建基于消息传递接口的机群实行并行计算能够解决该问题。基于此,建立复杂地形环境下电磁覆盖范围的并行算法模型,设计并行过程中任务粒度选择和并行性能实验。在实验室多机环境下,仿真计算速度得到提高,为类似并行计算问题的任务粒度选择提供了参考。     

一个通用的并行函数库

并行程序的设计在思路和方法上与串行程序有着本质的差别,其开发难度也比较大。为此,设计开发了一个通用的函数库来降低并行程序的开发难度。该函数库以MPI为基础,对并行程序开发中的常用功能进行了封装,具有一定的通用性。该函数库可以大大简化MPI并行程序的开发。并从区域分解、数组下标和循环变量的转换、数据交换和全局规约、输入输出等几个方面对该函数库进行了介绍,然后以数值求解二维拉普拉斯方程为例介绍了使用该函数库将串行程序改为并行程序的方法和步骤。目前已经成功地将其应用到风暴潮数值模式的并行化中,取得了较好的效果。     

非平衡进程到达模式下MPI广播的性能优化方法

为了提高非平衡进程到达(unbalanced process arrival,简称UPA)模式下MPI广播的性能,对UPA模式下的广播问题进行了理论分析,证明了在多核集群环境中通过节点内多个MPI进程的竞争可以有效减少UPA对MPI广播性能的影响,并在此基础上提出了一种新的优化方法,即竞争式流水化方法(competitive and pipelined method,简称CP).CP方法通过一种节点内进程竞争机制在广播过程中尽早启动节点间通信,经该方法优化的广播算法利用共享内存在节点内通信,利用由竞争机制产生的引导进程执行原算法在节点间通信.并且,该方法使节点间通信和节点内通信以流水方式重叠执行,能够有效利用集群系统各节点的多核优势,减少了MPI广播受UPA的影响,提高了性能.为了验证CP方法的有效性,基于此方法优化了3种典型的MPI广播算法,分别适用于不同消息长度的广播.在真实系统中,通过微基准测试和两个实际的应用程序对CP广播进行了性能评价,结果表明,该方法能够有效地提高传统广播算法在UPA模式下的性能.在应用程序的负载测试实验结果中,CP广播的性能较流水化广播的性能提高约16%,较MVAPICH21.2中广播的性能提高18%～24%.     

多核机群下MPI程序优化技术的研究

多核处理器的新特性使多核机群的存储层次更加复杂,同时也给MPI程序带来了新的优化空间。国内外学 者提出了许多多核机群下MPI程序的优化方法和技术。测试了3个不同多核机群的通信性能,并分别在Intel与 AMD多核机群下实验评估了几种具有普遍意义的优化技术:混合MPI/OpcnMP、优化MPI运行时参数以及优化 MPI进程摆放,同时对实验结果和优化性能进行了分析。     

基于线程的MPI通信加速器技术研究

为了针对多核系统构建更高效的MPI支撑环境,文中提出了一种基于线程的MPI加速器,称作MPIActor.MPIActor是一种用于协助传统MPI库的透明中间件,用户可以在编译期选择是否在单线程MPI程序中采用该中间件.加入MPIActor后,每个节点内的MPI进程都被映射成同一进程中的多个线程,从而节点内的通信可通过轻...     

基于并行云计算模式的建筑结构设计

在建筑结构并行计算与云计算相结合的基础上,提出了结合两种计算技术的软硬件结构及应用方法.云计算及并行计算技术的结合为超高、超长、大跨度复杂建筑工程计算问题提供了实现高效能计算的可能.理论分析表明,该方法优于传统的并行计算技术,能够为实现建筑结构的高效能计算提供新思路.