三维地震动场数值模拟并行计算系统-中国地震信息网.pdf

维普资讯 第 24卷 第2期 地 震 工 程 与 工 程 振 动 Vo1．24，No．2 2004年4月 EARTHQUAKEENGINEE~NGANDENGINEE~NGVIBRATION Apr．，2004 文章编号：1000—1301(2004)02·0019·04 三维地震动场数值模拟并行计算系统 丁海平 ，刘启方 ，黄 勇 ，金 星 (1．中国地震局工程力学研究所 ，黑龙江 哈尔滨 150080；2．幸『i京工业大学 ，江苏 南京 210009) 摘要 ：并行计算系统是进行三维复杂场地地震动场数值模拟的基础 。本文作者利用 10台微机构建了 一 套并行计算集群(常称为Beowulf系统)，节点微机上运行Windows2000操作系统，采用MPI标准的 MPICHI．2．4版本作为并行计算的支撑环境 ，并 以100Mbps高速交换式 以太网作为互连网络 。利用 编制的并行计算程序对该并行计算系统性能进行了测试。结果表明：该系统能够达到非常高的并行 加速 比和并行效率 。该系统将用于三维地震动场数值模拟研究。 关键词 ：三维地震动场；数值模拟 ；并行计算系统 中图分类号：P315．69 文献标识码：A Parallelcomputersystem for3-D numericalsimulation ofgroundmotion DINGHai．ping，LIUQi．fang’，HUANGYong，JINXing (1．InstituteofEngineeringMechanics，ChinaEarthquakeAdministration，Harbin150080，China 2．NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，China) Abstract：3一D numericalsimulationofgroundmotiondependsonparallelcomputersystem．Inthispaper．aparal· lelcomputingcluster(Beowulfsystem)with10PCsisintroduced．EveryPCrunsWindows2000operationsystem． Theparallelcomputersystem iscontrolledand supported byMPICH1．2．4 implementation ofMPI．A high speed 100M bpsethernetinterconnectsallPCs．Theperformanceofhtesystem istestedusingaparallelcomputerpro· rgam．Resultsshow thatthisBeowulfsystem couldrunwithhighspeedupratioandparallelefficiency．TheBeowufl system couldbeusedto3-D numericalsimulationofrgoundmotion． Keywords：3·D rgoundmotion；numericalsimulation；parallelcomputersystem 1 引言 近十年发生的一些大地震，如 1995年 日本Kobe地震和 1999年台湾Chi—Chi地震等，造成了很大的人 员伤亡和财产损失。许多国家开始投入巨资进行地震发生的数值模拟、地震动在三维粘弹性各向异性介质 中传播、断层破裂发展和断层之间相互作用等问题的研究。这些问题的一个共同特点是计算量大，普通微机 无法满足要求 ，因此需要一个高效的、能够进行大规模计算的并行计算系统。 由于大型机、巨型机价格昂贵，不能得到普遍应用。1994年 ThomasSterling