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大规模并行粒子模拟中基于主从架构的负载平衡策略研究与实现
  • ISSN号:1001-4160
  • 期刊名称:《计算机与应用化学》
  • 时间:0
  • 分类:TQ018[化学工程]
  • 作者机构:[1]中国科学院过程工程研究所多相反应实验室,北京100080, [2]中国科学院研究生院,北京100049
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(20336040,20221603);国家自然科学基金委创新群体资助项目(INF105-SCE-2-07,KGCX-2-207)
中文摘要:

粒子方法作为一种直观而且普适的模拟方法,在化工、材料、生物等领域得到了广泛的应用。本文采用主从(Master/Slave)并行模型,基于正交递归对分法(recursive coordinate bisection,RCB)和规则网格,设计出一种适用于具有多种复杂粒子的粒子系统并行模拟的负载平衡方法。应用该方法,在集群系统上采用离散元方法模拟了某钢铁公司滚筒系统。模拟采用4个节点,根据是否利用负载平衡模块分别进行测试,计算结果分析表明采用本文的负载平衡策略,计算效率提高了约14%。本文的算法具有较好的通用性,可以方便地应用于其它粒子方法的大规模并行计算问题。

英文摘要:

As an intuitionistic and generic approach, particle method is widely used in many fields, such as chemical engineering, material, and biology. In this paper, a parallel algorithm with dynamic load balancing (DLB) suitable for large scale simulation of systems composed of different kinds of particles is presented. The algorithm adopts Master/Slave parallel model and is based on recursive coordinate bisection (RCB) and regular cell. It is applied to the parallel simulation of the tumbling barrel system in a steel corporation on cluster of workstation with discrete element method (DEM). Compared with the simulation without DLB, the simulation can improve the parallel efficiency by about 14 percent. The algorithm also has good generality and can be expediently applied to the parallel simulation of other particle methods.

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期刊信息
  • 《计算机与应用化学》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院过程工程研究所
  • 主编:王基铭
  • 地址:北京中关村北二街1号
  • 邮编:100080
  • 邮箱:jshx@home.ipe.ac.cn
  • 电话:010-62558482
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-4160
  • 国内统一刊号:ISSN:11-3763/TP
  • 邮发代号:82-500
  • 获奖情况:
  • 1991年中国科学院优秀期刊三等奖,2000年中国科学院优秀期刊三等奖,1998年中国科技期刊影响因子工程类第二名,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:9060