具有高阶导数的块隐式混合单步并行计算方法

该文讨论了一类求解常微分方程初值问题的具有高阶导数项的块隐式混合单步并行计算方法．这种算法的块数为k，价数为（l十1）（d＋1），可以在s台处理机上进行并行计算，其中l是高阶导数的阶数，k＝s·d.该文讨论了方法的一般性质及数值稳定性，最后给数值例子。     

并行Pareto多目标演化算法

提出并实现了一个并行Pareto多目标演化算法(PPMEA)，PPMEA算法是一个通过演化算法来解决基于Pareto的多目标优化问题的并行计算模型。在这个算法中，采用了并行演化算法中常用的全局并行模型和粗粒度并行岛模型。构成每个岛的子群体以不同的杂交概率和变异概率各自独立的演化，但是每隔一定的代数它们要交换外部集中的个体。标准测试函数的数值实验结果表明，所提出的算法能够使找到的解集快速收敛到Pareto非劣最优目标域，并且解集沿着Pareto非劣最优目标域有很好的扩展性。     

椭圆型方程的并行迭代区域分裂法——多子区域情形

本文提出了一个有内交叉点的多子域区域分裂法。无交叉点的多子域分裂可归为两子域情形。在每一交叉点处取一子域覆盖之。称其为覆盖子域。不同交叉点的覆盖子域互不相交。本文的算法是把求解子区域上的Dirichlet问题,混合问题和覆盖子域上的Dirichlet问题相结合而得到的。利用了两子域Schwarz交替法和两子域并行迭代分裂法的思想。本算法具有高度并行性和通信局部性,适应于任意多个子区域的分裂。     

刚性动力学方程一种新的高精度单步隐式法的二叉树并行算法

本文面向ＳＩＭＤ（ＳｉｎｇｌｅＩｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＳｔｒｅａｍ，ＭｕｌｔｉｐｌｅＤａｔａＳｔｒｅａｍ）型机设计同步并行算法，对刚性动力学方程新算法提出了二层并行计算路径．同时，还讨论了并行计算的有关算法特性．算法分析表明，本文的算法是可行和高效的．     

求解三维裂缝型多孔介质流体的场分裂预条件子研究

随着Newton-Krylov方法在求解大型稀疏非线性方程组中的逐步应用,线性预条件子的设计对整个求解器起着至关重要的作用.本文研究基于物理和区域分解方法的不同组合的场分裂(Field-Split, FS)预条件子,并应用于裂缝型多孔介质的非定常流动问题.在区域分解的框架下,考虑几种新的FS预条件子:加性FS预条件子、乘性FS预条件子、舒尔补FS预条件子和约束压力残差(Constrained Pressure Residual, CPR)预条件子,对相应的子系统采用限制加性Schwarz算法(Restricted additive Schwarz algorithm, RAS)进行近似求解.为了进一步提高场分裂预条件子的数值性能,提出并构建两水平的场分裂预条件子.最后在天河二号超算平台上进行数值实验,结果显示所提出的预条件子具有良好的鲁棒性和并行可扩展性.     

并行加速的局部变分迭代法及其轨道计算应用

为满足航天工程对轨道计算精度和实时性的高要求,近年来发展出了可以通过大步长积分修正实现快速精确求解的积分修正类方法.积分修正类方法有可并行计算的特点,然而在串行计算环境下会受到计算资源的限制,无法充分发挥其可并行加速的优势.此外,合理的计算参数通常难以预先确定,也使积分修正类方法大步长快速计算的优势难以充分体现.针对以上问题,利用积分修正类方法可并行计算的特点,提出了并行加速的局部变分迭代法PA-LVIM,通过将传统局部变分迭代法LVIM的并行计算量均摊到多个计算节点上,显著提高了计算速度.此外,还使用根据系统状态二阶导数分布确定计算参数的打磨法优化了PA-LVIM的计算参数,进一步发挥了其大步长快速计算的优势.求解了三个经典的轨道递推问题,仿真结果表明, PA-LVIM的加速效果明显,且经打磨法优化计算参数后,其计算效率又进一步得到提高,将当前主流方法的计算效率提高了5倍以上.     

一类块隐式混合单步并行计算方法

本文讨论了一类解常微分方程初值问题的块隐式混合单步并行算法，这种算法的块数为K，精度阶为2d＋2，可在S台处理机上进行并行计算，其中K＝S·d．本文讨论了方法的一般性质，给出了方法的稳定性定理，最后给出了一个数值例子．     

二维等离子体并行PIC模拟的性能分析及应用

通过区域分解法实现了二维等离子体粒子模拟程序并行化,并将此程序运行在由16个Pentium Ⅲ 1.6G CPU组成的微机机群上,对其性能进行了测试.结果表明,在计算规模一定的情况下,并行程序的并行效率随计算结点的增加而降低;而在计算节点不变的情况下,并行效率随计算规模的增加而增加,并行计算更适合于计算规模大的物理问题.利用此并行程序计算了等离子体中的束流不稳定性,结果表明,在波动激发的线性增长阶段,等离子体束流激发的Alfv啨n波基本上沿背景磁场方向传播,其波数满足共振条件ω-kV_b=-Ω_i,其中ω和k分别为Alfvén波的频率和波数,V_b为束流的速度,Ω_i为离子的回旋频率.     

U-RANS/PDF方法的并行计算研究

本文对非结构网格中U-RANS/PDF混合方法的并行计算进行了研究,通过对方柱绕流的数值模拟,讨论了并行程序的有效性和计算效率.非结构网格上U-RANS/PDF混合方法的并行计算,提高了PDF方法的计算效率和处理复杂几何结构的能力,使得PDF方法能够方便地应用于实际燃烧问题.     

抛物型时间周期问题的Schwarz波形松驰方法

周期稳态是科学和工程系统中一类重要的运行状态,其计算复杂度远高于相应的初值问题,因此有更迫切的并行计算需要.我们提出了计算抛物型方程时间周期解的并行方法—基于区域分解(又称Schwarz方法)的波形松驰方法,该方法只需在子区域上求解较低维的周期问题.我们分析了两种不同的传输条件下方法的收敛性,并用数值实验支持了理论结果.