CNIC-01768 IAPCM-0041 辐射流体力学与中子输运并行数值模拟中 .PDF

CNIC-01768 IAPCM-0041 辐射流体力学与中子输运并行 数值模拟中的联接算法 莫则尧 (北京应用物理与计算数学研究所，北京， 100088) 摘 要 复杂物理现象通常由多类复杂的物理过程紧耦合构成，其数值 模拟也通常由适用不同物理过程的多类并行应用程序紧耦合完成 。 如何设计这些物理过程之间的联接算法，既要保证程序之间数据传 递的高效，又要保证程序各自运行和总体模拟的高效，还要保证程序 各自开发的独立，是一个值得研究的课题。文章基于广泛应用于高 温高压物理研究中的辐射流体力学和中子输运多物理并行数值模 拟，在非结构网格上，提出了两种联接算法：完全松散联接算法和两 层紧耦合联接算法。前者侧重于实现程序各自运行的高效和开发的 独立，后者在前者的基础上，还权衡了数据传递和总体模拟的高效 。 在两台并行机的数百个处理机上，通信复杂度分析和数值实验结果 表明，两种算法均是有效的，可推广应用到其他多物理并行数值模 拟。特别是，两层紧耦合联接算法是高效可扩展的，取得了近似最优 的并行性能 。 关键词：辐射流体力学方程中子输运方程并行数值模拟联接非结构网 毕 56 Concatenating Algorithms for Parallel Numerical Simulations Coupling Radiation Hydrodynamics with Neutron Transport (In Chinese^) M O Zeyao (Institute of Applie d Physic s and Computational Mathematics , Beijing , 100088) ABSTRAC T Multiphysic s parallel numerical simulations are usually essential to simplify researches on comple x physical phenomen a in which several physic s are tightly coupled . It is very important o n ho w to concatenate thos e couple d physic s for fully scalable parallel simulation . Meanwhile? three objective s shoul d be bal - anced? the first is efficient, data transfer among simulations , the secon d and the third are efficient parallel execution s and simultaneously development s of those simulation codes . Tw o concatenatin g algorithm s for multiphysic s parallel nu - merical simulation s couplin g radiation hydrodynamic s with neutron transport on unstr