平行TreeSPH

我们描述了PTreeSPH，这是一种用于大规模分布式内存并行超级计算机的重力树代码与SPH流体动力学代码的组合。我们的计算算法基于Hernquist & Katz (1989)的流行TreeSPH代码。PTreeSPH利用域分解程序和同步超立方通信范例，在每个处理器的每个时间步上构建自包含的子体积。随后，计算以类似串行代码的方式进行。我们使用消息传递接口（MPI）通信软件包，使代码易于移植到各种并行系统。PTreeSPH使用各自的平滑长度和时间步，通信算法旨在最小化信息交换，同时仍能提供准确执行SPH计算所需的全部信息。我们还额外集成了宇宙学、周期边界条件（使用四极Ewald求和法计算力）以及遵循Katz、Weinberg & Hernquist (1996)方法的从参数化离子化背景辐射冷却和加热。其他物理过程（如星形成）的添加是直接的。在z=49至z=2的宇宙学模拟中，使用64^3气体粒子和64^3暗物质粒子，需要约6000节点小时运行在Cray T3D上，通信开销约为10%，且负载平衡达到约90%的水平。在新的Cray T3E上，该代码能够在合理的时间内执行从z=0到约2x10^6粒子，或到z=2到约10^7粒子的宇宙液体动力学模拟。即使更大的模拟在物质不高度集中或不需要周期边界的情况下也将是可行的。