计算机工程与科学
計算機工程與科學
계산궤공정여과학
COMPUTER ENGINEERING & SCIENCE
2011年
11期
65-70
,共6页
宋君强%伍湘君%张理论%陈德辉%金之雁%胡江林%李兴良
宋君彊%伍湘君%張理論%陳德輝%金之雁%鬍江林%李興良
송군강%오상군%장이론%진덕휘%금지안%호강림%리흥량
GRAPES%H elmholtz方程%广义共轭余差法(GCR)%广义最小残差法(GMRES)
GRAPES%H elmholtz方程%廣義共軛餘差法(GCR)%廣義最小殘差法(GMRES)
GRAPES%H elmholtz방정%엄의공액여차법(GCR)%엄의최소잔차법(GMRES)
GRAPES是中国气象局自主研发的一个全球/区域分析预报系统.其模式计算方程组经过离散化之后,积分求解过程最终归结为对一个椭圆方程或Helmholtz(赫姆霍兹)方程的求解,这个求解是整个动力框架计算的核心.在目前GRAPES全球模式的准业务计算中,对于分辨率为0.5°的系统,Helmholtz方程的求解时间占到了整个模式计算时间的三分之一强.而且随着未来高分辨率模式的进一步加细,以及模式计算精度的提高,方程求解计算总量更是呈指数式增长.为此,本文分析了GRAPES模式中求解Helmholtz方程所采用的广义共轭余差法(GCR),并对比给出了利用PETSC函数库中提供的GMRES方法求解Helmholtz方程的一些初步测试结果.结果表明,采用高精度的GMRES方法可以减少模式预报偏差,改善模式预报准确度,在大规模并行计算时具有更好的可扩展性能.
GRAPES是中國氣象跼自主研髮的一箇全毬/區域分析預報繫統.其模式計算方程組經過離散化之後,積分求解過程最終歸結為對一箇橢圓方程或Helmholtz(赫姆霍玆)方程的求解,這箇求解是整箇動力框架計算的覈心.在目前GRAPES全毬模式的準業務計算中,對于分辨率為0.5°的繫統,Helmholtz方程的求解時間佔到瞭整箇模式計算時間的三分之一彊.而且隨著未來高分辨率模式的進一步加細,以及模式計算精度的提高,方程求解計算總量更是呈指數式增長.為此,本文分析瞭GRAPES模式中求解Helmholtz方程所採用的廣義共軛餘差法(GCR),併對比給齣瞭利用PETSC函數庫中提供的GMRES方法求解Helmholtz方程的一些初步測試結果.結果錶明,採用高精度的GMRES方法可以減少模式預報偏差,改善模式預報準確度,在大規模併行計算時具有更好的可擴展性能.
GRAPES시중국기상국자주연발적일개전구/구역분석예보계통.기모식계산방정조경과리산화지후,적분구해과정최종귀결위대일개타원방정혹Helmholtz(혁모곽자)방정적구해,저개구해시정개동력광가계산적핵심.재목전GRAPES전구모식적준업무계산중,대우분변솔위0.5°적계통,Helmholtz방정적구해시간점도료정개모식계산시간적삼분지일강.이차수착미래고분변솔모식적진일보가세,이급모식계산정도적제고,방정구해계산총량경시정지수식증장.위차,본문분석료GRAPES모식중구해Helmholtz방정소채용적엄의공액여차법(GCR),병대비급출료이용PETSC함수고중제공적GMRES방법구해Helmholtz방정적일사초보측시결과.결과표명,채용고정도적GMRES방법가이감소모식예보편차,개선모식예보준학도,재대규모병행계산시구유경호적가확전성능.
