用于求解完全各向异性陷阱中含时 Gross-Pitaevskii 方程的混合 OpenMP/MPI 程序
量子气体
2016-01-19 v1 数学物理
math.MP
斑图形成与孤子
计算物理
量子物理
摘要
我们给出了早期发表的 C 程序（D. Vudragovic 等，Comput. Phys. Commun. 183, 2021 (2012)）的混合 OpenMP/MPI (Open Multi-Processing/Message Passing Interface) 并行化版本，用于计算三维空间中含时 Gross-Pitaevskii (GP) 方程的定常和非定常解。GP 方程描述了超冷温度下稀薄玻色-爱因斯坦凝聚体的性质。程序的混合版本使用与 C 版本相同的算法，涉及基于分步 Crank-Nicolson 方法的实时间和虚时间传播，但仅考虑完全各向异性的三维 GP 方程，其中大网格尺寸下的算法复杂性需要并行化以缩减每节点的执行时间和/或内存需求。由于解决后者需要分布式内存方法，我们将 MPI 编程范式与现有 OpenMP 代码结合，从而在分布式/共享内存组合模型中创建完全灵活的并行性，适用于不同的现代计算机架构。所给出的用于实时间和虚时间传播的两个 C/OpenMP/MPI 程序经过优化，并附带可定制的 makefile。我们给出了所提供的 OpenMP/MPI 代码的典型可扩展性结果，并展示了几乎线性的加速，直到进程间通信时间开始主导每迭代的计算时间。这种可扩展性研究对于大网格尺寸是必要的，以确定 MPI 节点和每节点 OpenMP 线程的最优数量。
引用
@article{arxiv.1601.04641,
title = {Hybrid OpenMP/MPI programs for solving the time-dependent Gross-Pitaevskii equation in a fully anisotropic trap},
author = {Bogdan Sataric and Vladimir Slavnic and Aleksandar Belic and Antun Balaz and Paulsamy Muruganandam and Sadhan K. Adhikari},
journal= {arXiv preprint arXiv:1601.04641},
year = {2016}
}
备注
8 pages, 4 figures; to download the programs, click other formats and download the source