并行自适应结构网格计算中的动态负载平衡方法研究

自适应结构网格计算是当前科学计算领域重要的前沿技术，它通过在用户感兴趣的局部物理区域，自适应地加密网格，形成覆盖全局计算区域的嵌套的多层结构网格，从而以较小的局部计算量获得全局模拟的高精度。尽管如此，对大量复杂的数值模拟应用，自适应网格计算只有和并行计算相结合，才能发挥重要作用。此时，结构网格的自适应加密和粗化将导致处理器之间的负载不平衡，处理器个数越多，这种现象越严重，成为并行计算的主要性能瓶颈。本项目针对并行自适应结构网格计算，在数百上千个处理器上，通过提出准确刻画负载不平衡现象的多目标多约束无向图模型，提出多目标多约束图剖分方法和低通信开销的并行实现技术，研究高效可扩展的动态负载平衡方法，具体应用到现有的多个并行应用程序中，将负载不平衡引起的性能损失的比例从当前的40％下降低到20％以下。该项研究对推广并行自适应结构网格计算的应用，具有重要意义。