基于INPGA的地下水污染治理多目标优化管理模型:Ⅰ——理论方法与算例验证 被引量：13

1

作者 吴剑锋 彭伟 +1 位作者 钱家忠 吴吉春 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期277-284,共8页

基于小生境技术的Pareto遗传算法(NPGA)是一种求解多目标问题的智能搜索方法,适用于优化多种非线性、不连续等复杂多目标问题。但该算法存在局部早熟收敛和收敛速度慢两个不足,在求解Pareto前沿上效果不佳。本文在NPGA的基础上,提出了改... 基于小生境技术的Pareto遗传算法(NPGA)是一种求解多目标问题的智能搜索方法,适用于优化多种非线性、不连续等复杂多目标问题。但该算法存在局部早熟收敛和收敛速度慢两个不足,在求解Pareto前沿上效果不佳。本文在NPGA的基础上,提出了改进NPGA方法(INPGA),通过Pareto解集过滤器、精英个体保留策略、邻域空间Mühlenbein变异等三项改进措施,提高了算法的求解能力。同时,应用个体适应值库操作和MPI(Message Passing Interface)并行计算技术来提高求解速度。最后将该方法应用于一个理想二维地下水污染修复问题的多目标优化求解,结果表明,该算法求解过程简单,计算时间短,优化得到的Pareto解集权衡曲线的跨度更为合理,具有很好的应用效果。 展开更多

关键词 地下水污染治理 模拟优化方法 多目标优化 小生境Pareto遗传算法 mpi并行计算

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基于INPGA的地下水污染治理多目标优化管理模型:Ⅱ——实例应用 被引量：6

2

作者 吴剑锋 彭伟 +2 位作者 钱家忠 吴吉春 郑春苗 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期437-443,共7页

简单算例研究表明改进的小生境Pareto遗传算法(INPGA)用于求解地下水系统的多目标优化管理模型时,求解过程简单,计算速度快,而且得到的Pareto解集跨度更为合理。本文以美国麻省军事保护区(MassachusettsMilitaryReservation,MMR)为实例... 简单算例研究表明改进的小生境Pareto遗传算法(INPGA)用于求解地下水系统的多目标优化管理模型时,求解过程简单,计算速度快,而且得到的Pareto解集跨度更为合理。本文以美国麻省军事保护区(MassachusettsMilitaryReservation,MMR)为实例,通过建立研究区复杂地下水污染治理的多目标优化管理模型,进一步对比NPGA和INPGA的求解结果,同时详细讨论和分析适应值库操作和MPI并行技术在实例中的应用效果。求解结果表明MPI并行技术在实例应用中能明显提高加速度和计算效率,而且同样能提供足够的选择方案供决策者权衡选择,由此证明基于INPGA的地下水污染治理多目标优化模型具有很好的应用前景。 展开更多

关键词 麻省军事保护区 地下水污染治理 多目标优化 小生境Pareto遗传算法 mpi并行计算

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谐波平衡法在旋翼前飞绕流数值模拟中的应用研究 被引量：5

3

作者 许建华 宋文萍 王龙 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2013年第5期546-553,共8页

采用谐波平衡方法,以Euler方程为控制方程,数值模拟了旋翼前飞绕流。由于旋翼前飞绕流的周期特性,流动变量可以展开为关于时间的傅里叶级数,从而将时域下的非定常流动控制方程转换为频域下的定常方程。采用现有的数值方法求得定常解即... 采用谐波平衡方法,以Euler方程为控制方程,数值模拟了旋翼前飞绕流。由于旋翼前飞绕流的周期特性,流动变量可以展开为关于时间的傅里叶级数,从而将时域下的非定常流动控制方程转换为频域下的定常方程。采用现有的数值方法求得定常解即可得到旋翼绕流的非定常解。与传统的双时间推进法相比,谐波平衡法采用周期性边界条件,只需计算一片桨叶,因而极大地提高了非定常流动求解的计算效率。计算的压力分布、拉力系数均与实验值或双时间推进法的计算结果吻合良好。为了进一步提高计算效率,还实现了基于MPI(Message Passing Interface)的并行计算。 展开更多

关键词 旋翼 前飞绕流 谐波平衡法 EULER方程 mpi并行计算

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复电阻率法二维正演并行计算研究 被引量：1

4

作者 张志勇 谭捍东 +3 位作者 王春阳 汪茂 何中波 梁鹏 《物探化探计算技术》 CAS CSCD 2018年第3期345-352,共8页

复电阻率法二维正演采用二次场算法,结合有限单元法进行离散化,然后引入ColeCole模型,完成数值模拟。通过理论模型试算验证了二维正演程序的正确性。当模型剖分较细时,多发射源、多频率的正演计算效率有待提高。复电阻率法二维数值模拟... 复电阻率法二维正演采用二次场算法,结合有限单元法进行离散化,然后引入ColeCole模型,完成数值模拟。通过理论模型试算验证了二维正演程序的正确性。当模型剖分较细时,多发射源、多频率的正演计算效率有待提高。复电阻率法二维数值模拟是按发射源或频率计算,且各发射源之间、各频率之间计算是相互独立且互不影响的,因此通过引入MPI并行计算来提高其计算效率,从而减少其正演所需的时间。采用串行、并行复电阻率法二维正演程序来计算同一理论模型,结果验证了该并行程序的正确性。对并行算法的效率进行分析表明,该并行算法是可靠的、高效的。 展开更多

关键词 复电阻率法 有限单元 COLE-COLE模型 正演 mpi并行计算

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双CPU计算服务器MPI并行环境的实现及其在生物大分子动力学模拟中的应用 被引量：1

5

作者 马国正 南俊民 《计算机与应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1092-1094,共3页

在Red Hat Linux 9.0操作系统环境下,通过建立双CPU服务器,并采用MPICH并行技术,实现双CPU的并行计算。采用分子动力学模拟程序Amber 7.0分析双CPU并行系统的计算效率,结果表明:该并行系统能够有效地利用现有计算资源,同时计算效率得到... 在Red Hat Linux 9.0操作系统环境下,通过建立双CPU服务器,并采用MPICH并行技术,实现双CPU的并行计算。采用分子动力学模拟程序Amber 7.0分析双CPU并行系统的计算效率,结果表明:该并行系统能够有效地利用现有计算资源,同时计算效率得到较大幅度地提高。在该系统的基础上,采用分子动力学模拟计算生物大分子核酸与药物小分子复合物,在分子水平上提供了较详细、明确的结构变化情况。 展开更多

关键词 双CPU 并行计算 分子动力学

原文传递

PC集群的建立与MPI并行环境的实现及其应用 被引量：2

6

作者 王莹 屈一新 《北京化工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2001年第4期4-6,共3页

通过网络集线器 ,采用以太网形式 ,建立了由多台微机 (PC)组建的PC集群。采用TURBO LINUX操作系统 ,使MPI并行环境在该PC机群上得以实现。

关键词 并行计算 PC集群 mpi 并行环境 分子动力学程序 并行计算 分子热力学 计算机集群系统

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基于MPI的时频分布的改进及应用 被引量：10

7

作者 殷文 印兴耀 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2005年第1期165-169,共5页

Cohen类时频分布在一定程度上克服了Wigner Ville分布的不足,特别是交叉项.但在平滑交叉项的同时却降低了时频聚集性,从而本文讨论了Wigner Ville分布的修正方法,进而可提取出不同的地震时频属性.为了提高计算效率,采用了基于MPI的并行... Cohen类时频分布在一定程度上克服了Wigner Ville分布的不足,特别是交叉项.但在平滑交叉项的同时却降低了时频聚集性,从而本文讨论了Wigner Ville分布的修正方法,进而可提取出不同的地震时频属性.为了提高计算效率,采用了基于MPI的并行计算及时频属性优化方法,取得了良好的效果. 展开更多

关键词 mpi并行计算 时频分布 地震时频属性

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蚁群聚类算法的并行化设计与实现 被引量：8

8

作者 杨燕 王全根 黄波 《控制工程》 CSCD 北大核心 2013年第3期411-414,共4页

蚁群聚类是一种有效的聚类方法,已在数据分析等领域获得广泛应用。MPI并行计算提供高效的数据处理方案,研究蚁群聚类算法的并行化是目前具有挑战性的研究课题。首先介绍了基于传统编程模型的解决TSP问题的蚁群优化算法,以及蚁群优化算法... 蚁群聚类是一种有效的聚类方法,已在数据分析等领域获得广泛应用。MPI并行计算提供高效的数据处理方案,研究蚁群聚类算法的并行化是目前具有挑战性的研究课题。首先介绍了基于传统编程模型的解决TSP问题的蚁群优化算法,以及蚁群优化算法和K-means结合的聚类方法,描述了它们的基本原理和实现过程。然后,对基于传统编程模型的聚类算法进行MPI并行化改进,实现了基于MPI并行计算的蚁群聚类算法。最后,分别采用Iris、Wine、Zoo3个UCI数据集和Reuter-21578文本数据集进行多次测试,对基于传统编程模型的聚类算法和基于MPI并行计算的聚类算法进行性能和效率上的比较,得出基于MPI并行计算的聚类算法更优的结论。 展开更多

关键词 聚类 蚁群算法 mpi并行计算

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MPI并行计算在金属凝固温度场模拟中的实现 被引量：1

9

作者 赵建华 胡黎辉 秦树人 《铸造》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期708-711,共4页

利用基于Windows异构机群平台的MPI并行编程方式对金属凝固过程温度场模拟串行算法进行数据域分块的方法并行化,并通过对T形铸件温度场进行并行模拟来测试该并行算法。结果显示,当网格数为410000时,加速比在节点数为2和3的条件下分别达... 利用基于Windows异构机群平台的MPI并行编程方式对金属凝固过程温度场模拟串行算法进行数据域分块的方法并行化,并通过对T形铸件温度场进行并行模拟来测试该并行算法。结果显示,当网格数为410000时,加速比在节点数为2和3的条件下分别达到了1.27和1.57。 展开更多

关键词 模拟 mpi并行计算 数据域分解 Windows机群

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利用MPI并行算法实现球谐综合的效率分析 被引量：2

10

作者 崔家武 周波阳 +1 位作者 罗志才 张兴福 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期1802-1807,共6页

分析了求解地球重力场参量的球谐综合计算公式,引入数组预存再调用方法来避免传统算法中对cos(mλ)、sin(mλ)及勒让德函数的递推系数的重复计算问题,并结合MPI(message passing interface)并行技术来提高计算效率。实验采用2160阶次的E... 分析了求解地球重力场参量的球谐综合计算公式,引入数组预存再调用方法来避免传统算法中对cos(mλ)、sin(mλ)及勒让德函数的递推系数的重复计算问题,并结合MPI(message passing interface)并行技术来提高计算效率。实验采用2160阶次的EGM2008模型,以DELL PowerEdge R730服务器和超算"天河二号"为计算平台,计算了分辨率1°和5’的网格重力异常。结果表明,数组预存再调用的方式减少了中央处理器(central processing unit,CPU)的计算工作量,但同时增加了内存的访问次数,适用于CPU性能一般而内存频率较高的计算平台。MPI并行技术可充分发挥计算机的多核优势,并在进程个数等于逻辑CPU的个数时获得最大加速比。 展开更多

关键词 球谐综合 重力场参量 mpi并行计算 数组调用

原文传递

基于MPI并行计算的卫星遥感数据变化监测系统设计 被引量：1

11

作者 叶应辉 《计算机测量与控制》 2022年第11期32-37,共6页

为控制卫星遥感数据变化指征与非变化指征之间的实值误差,实现对卫星遥感数据传输变化行为的准确监测,设计基于信息传递接口(message passing interface,MPI)并行计算的卫星遥感数据变化监测系统;建立模拟/数字(analog/digital,A/D)转... 为控制卫星遥感数据变化指征与非变化指征之间的实值误差,实现对卫星遥感数据传输变化行为的准确监测,设计基于信息传递接口(message passing interface,MPI)并行计算的卫星遥感数据变化监测系统;建立模拟/数字(analog/digital,A/D)转换电路与Zigbee网络节点的匹配关系,将所得卫星遥感数据按需分配给传感器模块与协调器设备,完成数据采集与监测终端的硬件设计;按照并行拓扑结构连接形式,实施MPI的基本调用,再联合数据进程编写原则,实现对MPI并行计算的完善;根据传感器几何校正原理,求取遥感数据度量值,再分析核函数表达式,完成对卫星遥感数据的处理;利用MPI并行计算,控制数据采集与监测终端的硬件执行设备,完成卫星遥感数据变化监测系统设计;实验结果表明,所设计系统的卫星遥感数据变化指征与非变化指征之间的实值误差的均值为0.36像素/s,与对照组相比,明显缩小了2.42像素/s,能够准确监测卫星遥感数据传输变化行为。 展开更多

关键词 mpi并行计算 卫星遥感 数据监测 A/D转换 数据进程 传感器校正

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基于神威超算平台的三维方柱绕流大规模并行数值计算与分析 被引量：1

12

作者 张亚英 吴乘胜 +1 位作者 王建春 顾寒锋 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期1255-1267,共13页

异构众核已成为超级计算机架构的发展趋势,而如何有效利用异构超算系统的能力,是当前CFD界面临的一项重大挑战。本文基于神威异构超算平台,采用自主开发代码,开展三维非定常不可压流动的大规模并行数值模拟研究。论文的数值计算采用MPI+... 异构众核已成为超级计算机架构的发展趋势,而如何有效利用异构超算系统的能力,是当前CFD界面临的一项重大挑战。本文基于神威异构超算平台,采用自主开发代码,开展三维非定常不可压流动的大规模并行数值模拟研究。论文的数值计算采用MPI+Athread多级并行方式,其中在Athread众核并行时,针对神威众核处理器的特点,采用循环融合的方式对SIMPLE算法求解流程进行优化,提升加速效果。首先以Re=10的三维方柱准定常绕流为例,开展并行计算测试,包括MPI并行和MPI+Athread多级并行,结果显示2025万网格125进程MPI并行效率为70%以上,Athread众核并行加速7.9倍。随后,针对Re=250的三维方柱非定常绕流,开展网格数量从384万到2.46亿的大规模并行计算,结果与相关文献符合良好,同时表明网格数量增加能够更好地捕捉流场细节。本文的研究工作展现了神威异构超算平台在非定常不可压缩流动CFD大规模并行计算方面的应用能力。 展开更多

关键词 异构超算平台 三维方柱绕流 数值模拟 SIMPLE算法 mpi+Athread并行计算

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Linux下集群系统的设计与实现 被引量：1

13

作者 杨振宇 《现代计算机》 2010年第3期174-176,共3页

并行计算广泛地应用到各个领域,基于Linux集群的MPI并行环境是一个廉价而高效的并行计算系统。对网络文件系统NFS、Secure Shell(SSH)、消息传递接口MPI和集群系统作简单的介绍。详细记录配置NFS、SSH、MPI等软件的实现过程,并对设计的... 并行计算广泛地应用到各个领域,基于Linux集群的MPI并行环境是一个廉价而高效的并行计算系统。对网络文件系统NFS、Secure Shell(SSH)、消息传递接口MPI和集群系统作简单的介绍。详细记录配置NFS、SSH、MPI等软件的实现过程,并对设计的集群系统并行运算环境进行测试,测试结果说明这种并行计算环境具有良好的性能。 展开更多

关键词 LINUX 集群系统 mpi并行计算

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复杂边界下大涡模拟的格子Boltzmann并行方法 被引量：1

14

作者 徐磊 宋安平 +1 位作者 刘智翔 张武 《计算机应用与软件》 北大核心 2018年第10期226-231,共6页

格子Boltzmann方法 LBM(Lattice Boltzmann Method)已成为计算流体力学中模拟不可压缩流的有效工具。结合D2Q9多松弛时间格子Boltzmann方法和大涡模拟方法模拟复杂流体流动。为了模拟高雷诺数下流场中出现的湍流,提高网格的精度,提出格... 格子Boltzmann方法 LBM(Lattice Boltzmann Method)已成为计算流体力学中模拟不可压缩流的有效工具。结合D2Q9多松弛时间格子Boltzmann方法和大涡模拟方法模拟复杂流体流动。为了模拟高雷诺数下流场中出现的湍流,提高网格的精度,提出格子Boltzmann方法的并行算法。算法中包括格子类型的判断、区域分解和数据交换策略。考虑到集群的负载均衡,给出区域分解时子区域的详细划分策略。数值结果表明,算法具有良好的可扩展性,效率可以在128个核心上达到86. 5%。 展开更多

关键词 格子Bohzmann方法 mpi 并行计算 大涡模拟 复杂边界

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基于MPI并行计算的CT滤波反投影图像重建算法研究 被引量：1

15

作者 贾茹 《内蒙古农业大学学报（自然科学版）》 CAS 2015年第2期131-136,共6页

目的:将并行计算引入CT滤波反投影图像重建算法,通过提高计算机资源的利用率,最终在此基础上提高整个算法的计算效率。方法:在Intel Pentium 4 CPU的PC平台,建立基于MPI并行计算的滤波反投影图像重建算法,将Matlab、单核多核并行计算及... 目的:将并行计算引入CT滤波反投影图像重建算法,通过提高计算机资源的利用率,最终在此基础上提高整个算法的计算效率。方法:在Intel Pentium 4 CPU的PC平台,建立基于MPI并行计算的滤波反投影图像重建算法,将Matlab、单核多核并行计算及通常串行多种模式的加速比和运行效率作为研究对比。结果:通过搭建的MPI并行计算模型,无论从加速比还是计算机执行效率以及图像的重建效果都得到了满意结果,加速比最高达到7,计算机执行率为90%。结论:实践证明,基于MPI并行计算的滤波反投影图像重建算法是解决图像重建速度和效率的有效方案,同样,也可以运用到图像处理的许多方面,值得借鉴。 展开更多

关键词 mpi并行计算 滤波反投影 图像重建算法

原文传递

二维方腔内热表面张力流的格子Boltzmann方法模拟

16

作者 梁功有 曾忠 +3 位作者 姚丽萍 张良奇 邱周华 梅欢 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期106-113,共8页

热表面张力驱动的对流是微重力下浮区法晶体生长中熔体最重要的物质与热输运方式。采用单松弛双分布函数格子Boltzmann模型,自主开发了相应的格子Boltzmann方法的串行和MPI并行程序包,并应用该程序包对开口方腔内流体的二维热表面张力... 热表面张力驱动的对流是微重力下浮区法晶体生长中熔体最重要的物质与热输运方式。采用单松弛双分布函数格子Boltzmann模型,自主开发了相应的格子Boltzmann方法的串行和MPI并行程序包,并应用该程序包对开口方腔内流体的二维热表面张力对流进行了数值模拟研究。其中串行程序合并碰撞迁移过程和引入临时数组以连续读入分布函数,相比分开碰撞迁移过程,计算性能提高了二倍;在此基础上,采用单向计算区域分区和非阻塞通信模式,实现了MPI版格子Boltzmann并行程序包开发。对比基于传统有限体积法CFD程序计算结果表明,串行和MPI并行版格子Boltzmann程序包计算结果精确可靠;并行程序具有较好的性能。 展开更多

关键词 格子BOLTZMANN方法 并行计算 热表面张力流 消息传递

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消息传递接口环境下等高线简化并行计算适宜性研究 被引量：6

17

作者 沈婕 郭立帅 +1 位作者 朱伟 顾乃杰 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期621-628,共8页

基于消息传递接口(message passing interface,MPI),对不同的等高线简化算法并行计算的适宜性进行了比较研究。首先基于时间复杂度分析,对简化算法的效率进行分析。构建了基于MPI的等高线并行计算过程,探讨了并行计算中数据划分与合并... 基于消息传递接口(message passing interface,MPI),对不同的等高线简化算法并行计算的适宜性进行了比较研究。首先基于时间复杂度分析,对简化算法的效率进行分析。构建了基于MPI的等高线并行计算过程,探讨了并行计算中数据划分与合并、通信方式与计算过程3个关键问题。选取4种典型的简化算法,利用数据量呈等差分布的等高线数据进行简化并行计算试验。试验表明,算法并行计算效率不会随着节点数增加而持续性提高,尤其是串行算法效率很高的算法;基于MPI的非阻塞通信方式相对于阻塞通信方式可以提高并行计算效率;算法约束参数与数据的空间分布特征共同影响算法的并行计算效率。分析简化算法的并行计算适宜性时,应该综合考虑算法的时间复杂度、约束参数、数据量、数据分布特征以及计算环境等多个因素。该研究对于并行计算在地图综合乃至地学计算领域的拓展与应用具有重要意义。 展开更多

关键词 等高线 简化 时间复杂度 消息传递接口 并行计算

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一种基于MPI和工作站群集的并行计算 被引量：1

18

作者 黄伟 《电脑学习》 2005年第1期31-32,共2页

本文主要分析了消息传递的模型及其实现的一种方式MPI,构造了一个四节点基于MPI的工作站群集并实现了求π的并行计算,最后给出性能分析和负载平衡分析。

关键词 mpi 群集 并行计算 消息传递 负载平衡 性能分析 模型 工作站群

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MPI技术在构建高实时性目标跟踪系统中的应用

19

作者 李德强 朱方文 袁政鹏 《机电一体化》 2004年第3期28-30,共3页

以MPI技术为工具,对一个基于立体视觉的目标跟踪系统进行了总体构建。该目标跟踪视觉系统由3个MPI进程实现:两个图像采集与特征提取进程和一个目标三维姿态参数恢复进程。由于这3个进程由可以互相通信的3台计算机或者3个处理器并行运算... 以MPI技术为工具,对一个基于立体视觉的目标跟踪系统进行了总体构建。该目标跟踪视觉系统由3个MPI进程实现:两个图像采集与特征提取进程和一个目标三维姿态参数恢复进程。由于这3个进程由可以互相通信的3台计算机或者3个处理器并行运算,从而提高了目标跟踪视觉系统的运算速度,即系统跟踪目标物体的实时性。进程之间的数据通信和进程之间的同步,由MPI技术的通信机制来实现。 展开更多

关键词 mpi 特征点 并行运算 三维姿态恢复 立体视觉 目标跟踪系统 实时性

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