大型水利水电工程瞬变流并行计算提升效能

该论文《大型水利水电工程全系统瞬变流并行计算》发表于2006年的清华大学学报(自然科学版)，针对当时单处理器计算机在处理大型水利水电工程全系统瞬变流计算时所面临的性能瓶颈，如计算速度缓慢和内存容量有限的问题，进行了深入研究。作者樊红刚、陈乃祥和杨琳在对瞬变流计算的并行性进行详细分析后，构建了一个全系统瞬变流并行计算模型。 他们以一个具体的大型引水工程为例，通过负载平衡策略，将复杂的计算任务合理划分为多个子任务，利用消息传递并行编程模式。这种方法采用了MPI（Message Passing Interface）库函数，实现了不同计算部分之间的高效通信，确保了并行计算的协调进行。通过实验，当使用两台计算机进行并行计算时，计算速度得到了显著提升，计算的加速比达到了1.442，这意味着在同样的时间内，并行计算的效率提高了约44%。 这一成果的重要性在于，它提供了一种有效的解决方案，使得复杂而耗时的瞬变流计算能够在较短的时间内完成，从而极大地提高了大型水利水电工程的设计与模拟效率。同时，由于并行计算结果与串行计算一致，保证了计算的准确性和可靠性。 论文的关键领域集中在水利水电工程、水力机械、并行计算以及瞬变流处理上，这不仅对工程师在设计这类项目时的计算方法有指导意义，也对并行计算技术在其他领域的应用提供了参考。该研究的成果被归类为自然科学中的水利工程领域，并以文献标识码A表示高质量的研究。中图分类号为TK72，意味着它在图书馆的专业分类中属于水利工程的技术和方法论部分。 这篇论文是关于如何通过并行计算技术优化大型水利水电工程瞬变流模拟的实证研究，对于提高工程效率和科学计算性能具有实际价值。