基于openmp的顆粒流體力學(xué)方法的并行算法研究

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1、分類(lèi)號(hào)公巧ＴＲｋ，客敬ＵＤＣ〇／Ｖｔｈｅｓｉｓ享恆巧又基于ＯｐｅｎＭＰ的顆粒流體力學(xué)方法的并行算法研究（中文題名）ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＰａｒａｌｌｅｌＡｌｏｒｉｔｈｍｆｏｒＧｒａｎｕｌｅＨｄｒｏｄｎａｍｉｃｓｇｙｙＭｅｔｈｏｄＢａｓｅｄｏｎＯｅｎＭＰｐ＾（英文題名）魏朝磊（作者姓名）趙方卸ｊ教授指導(dǎo)教師碩女申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別軟件工程學(xué)科專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)了程研究方向軟件論文提交２０１６年４月日期２０１６年６論文答辯日期學(xué)位

2、授予日期２０１６年６月答辯委員會(huì)主席；評(píng)閱人：化素抹Ａ大學(xué)獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研巧工作及取得的研巧成果。盡我所知，除了文中特別加標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研巧成果，也不包含為獲得北京林業(yè)大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料一。與我同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。簽名：叛劇癡日期；ｙｏ／ＬＬ＞關(guān)于論文使用授權(quán)的說(shuō)明、本人完全了解北京林業(yè)大

3、學(xué)有關(guān)保留使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保ｉ留送交論文的復(fù)印件ｌ，允許論文被査閱和借閱；學(xué)校可ｌ＾公布論文的全部或部分、。內(nèi)容，可采用影印縮印或其他復(fù)制手段保存論文（髓的論文在解密后離守此規(guī)定）＞簽名：導(dǎo)師簽名；ｉａＢ期：（＞、！／§５摘要ＧＨＭ一顆粒流體為學(xué)方法（）是種解決多運(yùn)動(dòng)固體流固稱(chēng)合系統(tǒng)中流體運(yùn)動(dòng)過(guò)程的計(jì)算方法。在對(duì)流固賴(lài)合系統(tǒng)中流體動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的研究中，ＧＨＭ能有效地建立流固稱(chēng)合系統(tǒng)的數(shù)學(xué)分析模型，可便捷地獲取系統(tǒng)的瞬時(shí)流場(chǎng)分布信息和確一定流體

4、與固體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中每瞬時(shí)的相互作用力。與傳統(tǒng)流體力學(xué)方法相比，一ＧＨＭ在定的條件下具有普遍性和便利性。在解決有關(guān)多運(yùn)動(dòng)固體的流固稱(chēng)合問(wèn)題中，具有其獨(dú)持的優(yōu)勢(shì)。隨著賴(lài)合系統(tǒng)中流體顆粒數(shù)量的不斷增多和計(jì)算規(guī)模的加大，導(dǎo)致基于ＧＨＭ方法的串行程序計(jì)算速度變慢，計(jì)算效率降低。為了提高顆粒流體動(dòng)力學(xué)方法的計(jì)算性能，在多核計(jì)算機(jī)環(huán)境下，本文提出基于ＯｐｅｎＭＰ的并行編程模型實(shí)現(xiàn)ＧＨＭ的主要計(jì)算模塊算法的并行方案。首先，通過(guò)分析ＧＨＭ算法的主要計(jì)算模塊的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，發(fā)掘計(jì)算過(guò)程中可被并行執(zhí)行的

5、關(guān)鍵模塊。然后對(duì)ＯｐｅｎＭＰ編譯指導(dǎo)命令及運(yùn)行時(shí)庫(kù)函數(shù)等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行研究，利用ＯｅｎＭＰ實(shí)現(xiàn)ＧＨＭ中流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解過(guò)程的并行處理。最后，在具有４ｐ核處理器的Ｗｉｎｄｏｗｓ７系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行并行程序。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于Ｏｅｎ．５ＯｐＭＰ改寫(xiě)后的并行程序的并行加速比最高達(dá)到２，證明了應(yīng)用ｐｅｎＭＰ技術(shù)能夠較為明顯地提高ＧＨＭ的計(jì)算性能，而且編程方式簡(jiǎn)單，具有很好的可移植性。關(guān)鍵詞：ＯｅｎＭＰ；流ｐ；顆粒齊體力學(xué)方法體力學(xué)；并行計(jì)算；多核處理器ＩＡＢＳＴＲＡＣＴＲｅｓｅ

6、ａｒｃｈｏｎＰａｒａｌｌｅｌＡｌｏｒｉｔｈｍｆｏｒＧｒａｎｕｌｅＨｄｒｏｄｎａｍｉｃｓｇｙｙＭｅｔｈｏｄＢａｓｅｄｏｎＯｐｅｎＭＰＭａｓｔｅｒＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＷｅｉＣｈａｏｌｅｉＳｏｆｔｗａｒｅＥｎｉｎｅｅｒｉｎ（ｇｇ）ＤｉｒｅｃｔｅｄｂｙＺｈａｏＦａｎｇＡＢＳＴＲＡＣＴＧｒａｎｕｌｅｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｓｍｅｔｈｏｄｉｓａｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｓｏｌｖｉｎｇｔｈｅｍｏｔｉｏ凸ｐｒｏｃｅｓｓｏｆｓｏ

7、Ｋｄｄ－ａｎｆｌｕｉｄｃｏｕｌｉｎｓｓｔｅｍ．ＩｎｔｈｅｓｔｕｄｏｆｆｌｕｉｄｄｎａｍｉｃｓｆｏｒｔｈｅｆｌｕｉｄｓｏｌｉｄｃｏｕｌｉｎｓｓｔｅｍＧＵＭｐｇ，ｙｙｙｐｇｙｃａｎｅｓｔａｂｌｉｓｈａｎａｎａｌｓｉｓｍｏｄｅｌｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｆｏｒｔｈｅｃｏｕｌｉｎｓｓｔｅｍｗｉｔｈｓｏｌｉｄｒａｎｕｌｅｓａｎｄｆｌｕｉｄｙｙｐｇｙｇｒａｎｕｌｅｓｔｈｒｏｕｈｗｈｉｃｈｔｈｅｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓｆｌｏｗ巧ｅｌｄｄｉｓｔ

8、ｒｉｂｕｔｉｏｎｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｃｏｎｖｅｎｉｅ打ｔｌａｎｄｉｔｇ，ｇｙｉｓｅａｓｉｌｙｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｆｏｒｃｅｂｅｔｗｅｅｎｆｌｕｉｄａｎｄｓｏｌｉｄｅｖｅｒｙｍｏｍｅｎｔｏｆｔｈｅｍｏｔｉｏｎｒｏｃｅｓｓ．Ｃｏｍａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｒａｄ出０打ａｌｍｅｔｈｏｄｏｆｆｌｕｉｄｄｎａｍｉｃｓｉｓａｕｎｉｖ