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徐小文: 作品数：47 被引量：91H指数：7; 供职机构：北京应用物理与计算数学研究所更多>>; 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国家高技术研究发展计划更多>>; 相关领域：理学自动化与计算机技术电子电信航空宇航科学技术更多>>

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求解大规模稀疏线性代数方程组序列的自适应AMG预条件策略被引量：6: 2016年; 时间相关偏微分方程隐式离散后,通常需要求解一个稀疏线性代数方程组序列.利用序列中相邻方程组性质的差异性与相似性,自适应地选取预条件子,提升方程组序列的并行求解效率,从而缩短总体求解时间,是一个值得研究的问题.本文针对科学与工程计算中广泛使用的代数多重网格(AMG)预条件子,设计了方程组序列相关的自适应预条件策略.通过惯性约束聚变(ICF)的辐射流体力学数值模拟典型应用,验证了该策略的有效性.测试结果表明,在某高性能计算机的3125个CPU核上,自适应预条件策略可将并行效率从47%提升到61%,将模拟总时间从19.7 h降为14.5 h.; 徐小文莫则尧安恒斌; 关键词：迭代方法预条件子并行计算

高效能代数解法器研究: 当前超级计算机以异构多核架构为主流，充分发挥其效能面临两个挑战：其一是机器体系结构越来越复杂，导致算法的并行可扩展性能急剧下降；其二是实际应用特征越来越复杂，导致算法的计算复杂度大幅度增加。报告将以当前并行机架构、辐射流...; 谷同祥朱圣鑫徐小文刘兴平

可扩展并行代数多重网格算法研究: 随着高性能计算机系统的日益普及和性能的大幅度提升，复杂物理系统的精细数值模拟成为可能。此时，偏微分方程组隐式离散后，通常需要求解大规模稀疏线性代数方程组。当前，迭代法是求解该类方程组唯一可行的方法。但是，由于物理系统的复...; 徐小文; 关键词：并行计算迭代方法预条件子偏微分方程数值解; 文献传递

系统噪音影响的量化分析: 管系统噪音对单个进程的影响有限,但对于大规模并行程序性能的影响不容忽视。本文提出一种基于并行程序计算一通信特征的噪音影响定量评估方法FWQ—MIoI,并给出噪音影响的四个量化指标：噪音量比例、噪音影响比例、实际计算通信时...; 武林平魏勇徐小文刘旭

自适应结构网格上扩散方程隐式时间积分算法及其应用被引量：6: 2012年; 提出一种自适应结构网格(SAMR)上求解扩散方程的隐式时间积分算法.该算法从粗网格到细网格逐层进行时间积分,通过多层迭代同步校正保证粗细界面的流连续和计算区域的扩散平衡.分析算法复杂度,并给出评估算法低复杂度的准则.典型算例表明,相对于一致加密情形,本文算法能够在保持相同计算精度的前提下,大幅度降低网格规模和计算量,且具有低复杂度.将算法应用于辐射流体力学数值模拟中非线性扩散方程组求解,相对于一致加密网格,SAMR计算将计算量下降一个量级以上,计算效率提高33.2倍.; 徐小文莫则尧刘青凯安恒斌; 关键词：辐射流体力学

系统级封装应用中时谐Maxwell方程大规模计算的求解算法:现状与挑战被引量：5: 2021年; 系统级封装(SiP)是当前电子学系统设计的主流技术途径,数值模拟是进行系统级封装(SiP)设计的主要手段。由于系统级封装应用特有的复杂性,现有的求解时谐Maxwell方程离散系统的算法面临很大的挑战,成为制约该类应用大规模数值模拟效率的瓶颈。本文综述系统级封装应用时谐Maxwell方程解法器求解算法,针对典型实际模型,评估现有算法的现状和面临的挑战,分析应用特征对算法计算能力的影响,并在现有算法的基础上提出一种可行的预条件算法策略。; 胡少亮徐小文郑宇腾赵振国王卫杰徐然安恒斌安恒斌; 关键词：数值模拟

基于JASMIN框架的快速多极子并行解法器被引量：2: 2010年; 快速多极子方法将N体问题的计算复杂度从O(N2)降到O(NlogN)或O(N),已应用于电磁散射和位错动力学等领域.在将快速多极子方法分离为共性和个性两部分后,设计了可供多个领域应用程序共享使用的快速多极子并行解法器,并在JASMIN框架内实现.该解法器封装共性部分,提供抽象接口支持用户按串行方式实现个性部分.共性部分包括多个网格层的分布存储、层间和层内数据通信以及组织计算等.个性部分包括与应用紧密相关的多极展开和局部展开以及转移算子等.该解法器已应用于两个领域的并行程序.数值模拟测试表明,它在1024个处理器上的并行效率可达到80%以上.; 曹小林莫则尧刘旭徐小文张爱清; 关键词：快速多极子方法 N体问题

迭代方法中基于渐近规模的通信与计算比分析被引量：6: 2013年; 迭代方法是科学计算中求解大规模稀疏线性代数方程组最常用的方法.大量实际应用表明,迭代方法通常具有较高的通信与计算比,只有在粗粒度并行下才能取得较好的并行可扩展性能.而实际应用大规模计算的需求和当前多核/众核体系结构的发展趋势要求迭代方法具备细粒度并行可扩展能力.文中引入渐近规模,即满足加速条件的计算规模下界,来反映并行迭代方法适应细粒度并行的能力,并由此刻画通信与计算比.基于矩阵的稀疏模式及其通信模式、机器的通信参数和迭代方法的基本运算,给出了渐近规模的理论预测公式.在一台包含128个双路4核计算节点的并行机上,分别基于纯进程并行(MPI)和进程/线程混合并行(MPI/OpenMP),以实际应用中3种常用迭代方法Jacobi、CG、BiCGSTAB为例,分析其渐近规模.并行可扩展性测试表明了渐近规模用于刻画迭代方法通信与计算比的准确性.对于纯进程情形,给出了渐近规模的理论预测与实际测试的对比,表明了理论预测结果的正确性.最后,基于这些结果,从迭代方法的算法设计和并行实现等方面讨论了面向未来更大规模的计算系统,降低通信与计算比的途径.; 徐小文莫则尧武林平; 关键词：迭代方法多核

自适应结构网格并行应用支撑软件框架研究2011年度报告被引量：1: 2016年; 该年度该研究紧密围绕JASMIN框架对实际应用复杂化和多样化的功能发展和由数百上千处理器向数千至数万处理器核的性能发展需求,在数据结构、非规则数据通信算法、负载平衡算法、并行自适应网格方法、并行多重网格算法、特征值快速求解方法、高效并行算法与先进计算方法等方面,开展系统深入的研究,突破核心算法与关键技术,研究成果集成于JASMIN框架。; 成娟莫则尧徐小文安恒斌胡齐芽; 关键词：数据结构

激光聚变内爆流体不稳定性基础问题研究进展被引量：4: 2021年; 激光聚变有望一劳永逸地解决人类的能源问题,因而受到国际社会的普遍重视,一直是国际研究的前沿热点。目前实现激光惯性约束聚变所面临的最大科学障碍(属于内禀困难)是对内爆过程中高能量密度流体力学不稳定性引起的非线性流动的有效控制,对其研究涵盖高能量密度物理、等离子体物理、流体力学、计算科学、强冲击物理和高压原子物理等多个学科,同时还要具备大规模多物理多尺度多介质流动的数值模拟能力和高功率大型激光装置等研究条件。作为新兴研究课题,高能量密度非线性流动问题充满了各种新奇的现象亟待探索。此外,流体力学不稳定性及其引起的湍流混合,还是天体物理现象(如星系碰撞与合并、恒星演化、原始恒星的形成以及超新星爆炸)中的重要过程,涉及天体物理的一些核心研究内容。本文首先综述了高能量密度非线性流动研究的现状和进展,梳理了其中的挑战和机遇。然后介绍了传统中心点火激光聚变内爆过程发生的主要流体力学不稳定性,在大量分解和综合物理研究基础上,凝练出了目前制约美国国家点火装置(NIF)内爆性能的主要流体不稳定性问题。接下来,总结了国外激光聚变流体不稳定性实验物理的研究概况。最后,展示了内爆物理团队近些年在激光聚变内爆流体不稳定性基础性问题方面的主要研究进展。该团队一直从事激光聚变内爆非线性流动研究与控制,以及聚变靶物理研究与设计,注重理论探索和实验研究相结合,近年来在内爆重要流体力学不稳定性问题的解析理论、数值模拟和激光装置实验设计与数据分析等方面取得了一系列重要成果,有力地推动了该研究方向在国内的发展。; 王立锋叶文华陈竹李永升丁永坤赵凯歌张靖李志远杨云鹏吴俊峰吴俊峰范征锋李纪伟薛创李纪伟王帅杭旭登缪文勇袁永腾涂绍勇尹传盛曹柱荣邓博杨家敏江少恩董佳钦方智恒贾果谢志勇黄秀光傅思祖程涛李英骏程涛王保山王英华曾维新卢艳旷圆圆卢艳陈伟戴振生谷建法�; 关键词：激光聚变惯性约束聚变高能量密度物理辐射流体力学

徐小文

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