线性声学-平流系统的显式并行时间积分
计算工程、金融与科学
2015-10-09 v1 分布式、并行与集群计算
数值分析
摘要
本文探讨了 Parareal 并行时间积分方案在求解线性二维双曲声学-平流系统时的适用性，该系统常作为数值天气预报（NWP）积分方案的测试用例。并行时间方案是在算法层面增加并行度的一种可能途径，这一需求源于高性能计算机系统中 CPU 数量的快速增长。最近引入的“并行隐式时间积分算法”的改进版已能成功求解结构动力学中出现的双曲问题。后来该方法被纳入 Parareal 框架。本文采用这种改进的 Parareal 并将其用于求解双曲流动问题，其中并行求解的初值问题源于偏微分方程通过有限差分法的空间离散。结果表明，改进后的 Parareal 是稳定的，并能给出相当精确的解，同时显著减少求解时间。实现依赖于 NWP 中已广泛使用的积分方案（RK-3、部分分裂前向欧拉、前向-后向）。结果表明，在粗积分器中使用显式部分分裂方案可以避免使用隐式方案，同时仍实现加速。
引用
@article{arxiv.1510.02237,
title = {Explicit Parallel-in-time Integration of a Linear Acoustic-Advection System},
author = {Daniel Ruprecht and Rolf Krause},
journal= {arXiv preprint arXiv:1510.02237},
year = {2015}
}