磁流体运动方程并行求解软件设计-软件工程专业论文.docx

万方数据 万方数据 分类号 密级 UDC 注 1 学 位 论 文 磁流体运动方程并行求解软件设计 （题名和副题名） 吴艾瑛 （作者姓名） 指导教师姓名 宁智华 高级工程师 电子科技大学 成 都 刘成林 高级工程师 核工业西南物理研究院 成 都 （职务、职称、学位、单位名称及地址） 申请专业学位级别 硕士 专业学位类别 工 程 硕 士 工程领域名称 软 件 工 程 提交论文日期 2011.05.23 论文答辩日期 2011.06.04 学位授予单位和日期 电 子 科 技 大 学 答辩委员会主席 评阅人 2011 年 06 月 04 日 注 1：注明《国际十进分类法 UDC》的类号 摘要 独 创 性 声 明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为 获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与 我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示谢意。 签名： 日期： 年 月 日 论 文 使 用 授 权 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘， 允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全 部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。 （必威体育官网网址的学位论文在解密后应遵守此规定） 签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 0 摘 要 摘 要 对等离子体物理磁流体力学理论模型及其求解方法进行了研究。为克服解析 法求解困难、适用范围窄的弊端，对模型方程组的数值解法进行了探讨，并对其 并行数值分析程序设计进行了深入研究。为尽快完成磁流体力学方程组的并行解 算程序，通过对模型的分析，将其退化到流体力学方程组，并完成了后者在笛卡 尔 坐 标 下 的 串 行 解 算 软 件 。 然后 对 比 研 究 了 当 前 流 行 的 三 种 并 行 计 算 环 境 —openMP、MPI、CUDA，结合实验室条件，搭建了基于 MPI 的并行运行环境。最后 编写完成了流体力学方程组的并行化处理程序，得到了预期的结果。这些工作为 实验室最终完成等离子体物理模拟仿真将起到重要作用。 关键词：磁流体力学，流体力学方程组，数值计算，并行计算，MPI I Abstract Abstract The main approaches in researching of magneto fluid mechanics (MHD) are theoretical and experimental methods. But these methods are far from enough because many problems still can’t be solved by them. Fortunately, as the computer emerged and fast development, the numerical computation method had reached a high level and it could solve most of those problems which couldn’t done theoretically or expirimentally. But new problem has been encountered when the calculated amount becomes very large and the demanding for parallel computing is necessary. Aim to develop a parallel enviroment to serve the research of MHD, the OpenMP, MPI, CUDA modes were compared, and the MPI was apployed. And then numerical methods to solve fluid mechanics equations were studied in detail, and a computer project in serial mode was maked in FORTRAN. This project was proved giving out correct results. Some works had done to reform this project runn