基于MPI+X的DSMC并行计算方法、设备及介质与流程

技术特征：
1.一种基于mpi x的dsmc并行计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、根据计算的节点数目和节点内可用cpu核数对网格进行分区，将其划分为多个独立的分区文件；步骤2、初始化mpi即粗粒度多进程，各进程载入网格数据；步骤3、各进程对载入的所述网格数据分别进行相应的预处理，若为新的计算，各进程初始化子区域流场；若为续算，则各进程根据标识信息读取本进程的流场信息及仿真粒子信息；步骤4、各进程分别启用多线程并行计算各自分区内的粒子运动；步骤5、各进程分别对各自分区内的粒子索引进行排序编号；步骤6、各进程分别对各自分区内的粒子进行碰撞计算；步骤7、各进程分别对各自的子区域流场性质进行采样；步骤8、迭代步数如果达到阈值，则各进程按进程号分别向临时文件中输出本进程的所有网格及仿真粒子的相关信息，同时将各自的流场结果以多区非结构网格形式进行结果输出，否则返回步骤4。2.根据权利要求1所述的基于mpi x的dsmc并行计算方法，其特征在于，所述网格数据包括来流参数信息、循环控制信息以及各自的网格分区文件。3.根据权利要求1所述的基于mpi x的dsmc并行计算方法，其特征在于，网格划分的分区数为进程数的整数倍，一个进程能够处理多个网格分区，不同进程对网格分区的处理并行进行。4.根据权利要求1所述的基于mpi x的dsmc并行计算方法，其特征在于，对于粒子运动超出原本分区边界的粒子，通过进程间的mpi通信发送到粒子移动到的分区对应的进程。5.根据权利要求1所述的基于mpi x的dsmc并行计算方法，其特征在于，对于同一分区内粒子的移动和碰撞计算，依据计算平台的体系架构选取不同并行计算方法，若为同构架构，则选取mpi openmp混合并行编程模型；若为异构架构，则选取mpi openacc混合并行编程模型，cpu和gpu的数据传输存在于步骤4和6。6.根据权利要求5所述的基于mpi x的dsmc并行计算方法，其特征在于，若选取mpi openacc混合并行编程模型，则使用openacc进行gpu加速时，通过统一内存模型将cpu和gpu的内存空间映射为统一的公共内存空间，自动管理cpu和gpu之间的动态数组的访问。7.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1
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6任一项所述的基于mpi x的dsmc并行计算方法的步骤。8.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1
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6任一项所述的基于mpi x的dsmc并行计算方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种基于MPI X的DSMC并行计算方法、设备及介质，其中方法包括以下步骤：根据计算的节点数目和节点内可用CPU核数对网格进行分区，将其划分为多个独立的分区文件；初始化MPI即粗粒度多进程，各进程载入网格数据；各进程对载入的所述网格数据分别进行相应的预处理；各进程分别启用多线程并行计算各自分区内的粒子运动；各进程分别对各自分区内的粒子索引进行排序编号；各进程分别对各自分区内的粒子进行碰撞计算；各进程分别对各自的子区域流场性质进行采样；迭代步数如果达到阈值，则进行相应的后处理并输出结果文件。本发明将粗粒度多进程与细粒度多线程有效结合，可以大大减少通信量和通信次数，有效提升并行效率。有效提升并行效率。有效提升并行效率。


技术研发人员：邓亮 代喆 丁鑫 王昉 赵丹 王岳青 陈呈 周永国
受保护的技术使用者：中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所
技术研发日：2021.11.11
技术公布日：2021/12/13