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    188宝金博页面版: 水利高性能计算的进展

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    内容提示： 第 !" 卷第 ! 期水 利 水 电 科 技 进 展!##" 年 $ 月%&’(!" )&(!*+,-./01 2. 3/20./0 -.+ 40/5.&’&6!! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !7 &8 9-:0; <01&=;/01*>;( !##"作者简介： 姜弘道 （?@$#—） ， 男， 浙江湖州人， 教授， 从事复杂结构分析方法及应用研究。ABC-2’： 5+D2-.6E55=(0+=(/.水利高性能计算的进展姜弘道（河海大学， 江苏 南京!?##@F）摘要： 针对水利信息化对精细模拟与高性能运算提出的愈来愈高的要求， 在简单介绍高性能计算的硬件、 软件环境及其在水利上...

    文档格式：PDF | 页数：7 | 浏览次数：199 | 上传日期：2013-10-15 12:49:34 | 文档星级：
    第 !" 卷第 ! 期水 利 水 电 科 技 进 展!##" 年 $ 月%&’(!" )&(!*+,-./01 2. 3/20./0 -.+ 40/5.&’&6!! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !7 &8 9-:0; <01&=;/01*>;( !##"作者简介： 姜弘道 （?@$#—） ， 男， 浙江湖州人， 教授， 从事复杂结构分析方法及应用研究。ABC-2’： 5+D2-.6E55=(0+=(/.水利高性能计算的进展姜弘道（河海大学， 江苏 南京!?##@F）摘要： 针对水利信息化对精细模拟与高性能运算提出的愈来愈高的要求， 在简单介绍高性能计算的硬件、 软件环境及其在水利上的几个应用实例后， 着重介绍了并行有限元法、 并行边界元法的一些进展以及网格技术的最新进展。指出从网络到网格是高性能计算发展的最新方向， 应以网格平台支持、 促进水利信息化进程。关键词： 数值模拟； 高性能计算； 并行有限元法； 并行边界元法； 网格计算中图分类号： 4GH#?($文献标识码： *文章编号： ?##"!I"$I （!##"） #!!##I#!#"!"#$"%&& ’( )’$)*+%",#"-.(/% /#-+01’($ ’( 2.1%" &/’%(/%3 3JK*)L M&.6B+-& （!"#$% &’%()*+%,-，.$’/%’0 !?##@F，1#%’$）45&1"./1：K. /&.12+0;-:2&. &8 :50 2./;0-12.6 +0C-.+1 8&; ;082.0+ 12C=’-:2&. -.+ 5265B>0;8&;C-./0 /&C>=:2.6（MGN）2. O-:0;1/20./0，-. 2.:;&+=/:2&. O-1 62,0. :& :50 5-;+O-;0 -.+ 1&8:O-;0 8&; MGN -.+ :502; ->>’2/-:2&.1 2. O-:0; 1/20./0，O2:5 0C>5-121>’-/0+ &. :50 >;&6;01101 2. >-;-’’0’ 82.2:0 0’0C0.: C0:5&+ -.+ :50 >-;-’’0’ P&=.+-;7 0’0C0.: C0:5&+ -1 O0’’ -1 :50 ’-:01:+0,0’&>C0.: &8 6;2+ /&C>=:2.6( K: 21 >&2.:0+ &=: :5-: 6;2+ /&C>=:2.6 21 :50 .0O :;0.+ &8 MGN +0,0’&>C0.:，-.+ 2: 15&=’+ P0-+&>:0+ :& >;&C&:0 :50 8=;:50; +0,0’&>C0.: &8 O-:0; 1/20./0(6%7 2#"8&： .=C0;2/-’ 12C=’-:2&.；5265B>0;8&;C-./0 /&C>=:2.6；>-;-’’0’ 82.2:0 0’0C0.: C0:5&+；>-;-’’0’ P&=.+-;7 0’0C0.:C0:5&+；6;2+ /&C>=:2.6人类认识世界的历史告诉我们， 观察与实验以及理论分析是人类认识世界的两个重要手段。从 !# 世纪下半叶起， 数值模拟与仿真已逐渐成为人类认识世界的新的重要手段， 它主要用来解决不可能进行实验的问题或者进行实验代价太大的问题。水利上如洪水预报、 水库群优化调度、 大坝优化设计、 流域 （区域）水资源统一管理与优化配置等等均属于这两类问题。数值模拟与仿真的基本过程如图 ? 所示。由于计算机硬、 软件的飞速发展， 大大推动了数值模拟与仿真水平的不断提高， 现已成为解决经济、 社会、 科学、 工程等几乎所有领域重大问题的主要手段。图 ?数值模拟与仿真的基本过程9水利呼唤高性能计算在水利现代化的进程中， 数字流域的建设已受到高度重视。数学模型模拟是 “ 数字黄河”工程建设的重要内容之一。文献 ［?］ 介绍了基于 LK3 的黄河下游二维水沙数学模型的构建。该模型包括水流计算构件、 泥沙计算构件及可视化构件， 并用有限体积法求解浅水流动的守恒型控制方程。对于从花园口至利津长 ""#QC 的河段， 计算区域面积达 $###QC!，按平均单元边长 R#C 计算， 网格量超过 !## 万个， 即使采用显式计算， 单机计算下游洪水的演化过程所需时间远大于天然洪水的实际传播时间。可见， 从洪水预报的角度来讲， 单机计算是没有意义的。!# 世纪下半叶， 我国大坝建设取得了巨大成就。到 !##! 年底， 全世界 ?R C 以上的大坝共有$@I##座， 中国有 !RF## 座， 占 R?S@T［!］。这些大坝在防洪、 灌溉、 发电、 供水以及航运等各方面发挥了巨大的作用。但在高坝建设中， 全世界已建成 H# 座!##C 以上的大坝， 我国仅有 ? 座坝高 !$# C 的二滩拱坝。我国适合建高坝的坝址很多， 高坝建设方兴·#I·水利水电科技进展， !##"， !" （!） 2)3： #!R!FHIF"HHR456$%3： /7E ##89 ):89 ;’#,,<： = = >>?9 ##89 ):89 ;’

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