并行計算技術(shù)在光化學(xué)反應(yīng)模擬中的應(yīng)用--基于MPI的矩陣劃分.pdf

1、隨著計算機模擬技術(shù)的發(fā)展,對計算機運算速度、處理精度的要求越來越高。為了在有限的計算機資源條件下求解大規(guī)模計算機模擬任務(wù),因此基于高性能計算機技術(shù)的并行計算技術(shù)得到了很好的應(yīng)用。目前,激光誘導(dǎo)光化學(xué)反應(yīng)計算機模擬技術(shù)在我國正處在萌芽階段,能夠快速、真實、直觀的反映激光誘導(dǎo)光化學(xué)反應(yīng)實驗過程是每個相關(guān)學(xué)者關(guān)注的問題。因此,計算機并行計算技術(shù)為解決這一難題提供了很好的解決手段。
　　 工作站集群系統(tǒng)的節(jié)點可以是一臺PC機也可以是SM

2、P,且機群具有性價比高的優(yōu)勢,本文采用機群作為并行計算系統(tǒng),且每個節(jié)點為SMP；采用局域網(wǎng)上的消息傳遞(MPI)進行進程間的通信具有較高的可移植性。
　　 本文在機群上實現(xiàn)并行計算主要是對激光誘導(dǎo)光化學(xué)反應(yīng)模擬程序進行Hamiltonian矩陣并行化構(gòu)成。選擇甲基偶氮苯等體系進行測試分析,研究體系的光致異構(gòu)化反應(yīng)變化,以及理論分析了基于分子動力學(xué)反應(yīng)模擬的中心點并行算法,給出了具體的并行算法設(shè)計方案。本文的核心工作具體有以下三個

3、部分,概括如下:
　　 第一部分:研究一種新的基于激光誘導(dǎo)光化學(xué)反應(yīng)模擬的Hamiltonian矩陣構(gòu)成并行策略應(yīng)用:通過并行策略將Hamiltonian矩陣構(gòu)成并行化,提高體系運算效率,并在不同體系下進行測試且對實驗結(jié)果分析,結(jié)果表明,并行后的激光誘導(dǎo)光化學(xué)反應(yīng)計算機模擬系統(tǒng)在再現(xiàn)實驗過程的前提下提高了運算效率,也發(fā)現(xiàn)某些影響運算速度的因為；
　　 第二部分:激光誘導(dǎo)光化學(xué)反應(yīng)計算機模擬工作:用半經(jīng)典動力學(xué)方法模擬甲基