分布式水文模型时空离散化并行计算方法研究

发布时间：2023-02-18 21:58

　　时空离散化并行计算是一种效率较高的并行计算方法,但以往的研究主要基于MPI框架和多树编码规则。为了使应用广泛的Pfafstetter编码的分布式水文模型实现时空并行计算,采用OpenMP编程模型,为WEP-L分布式水文模型汇流过程设计了基于Pfafstetter编码的分层模拟单元方法和时空离散化方法。首先分层模拟单元方法根据Pfafstetter编码规则建立子流域拓扑表,使子流域按照从上游到下游的顺序进行分层,然后在此基础上考虑时间因素重新分层实现时空离散化,最后将同一层中时间及空间上互不影响的子流域模拟任务分配给不同的线程实现并行计算。选取黄河流域作为研究区域,在不同线程条件下对并行效果进行了测试,结果表明,汇流并行化提高了模型模拟效率。基于20核的CPU,仅考虑分层模拟单元方法时,加速比最大为4.14,而采用时空离散化方法时,加速比能够达到8.17。

【文章页数】：6 页

【文章目录】：
1 引 言
2 WEP-L水文模型编码规则及汇流计算原理
    2.1 Pfafstetter编码规则及子流域空间拓扑关系
    2.2 汇流过程计算原理
3 基于Pfafstetter编码的时空离散化并行方法原理
    3.1 分层模拟单元方法设计
    3.2 时空离散化方法设计
    3.3 OpenMP并行化框架
    3.4 技术路线
4 实例应用及讨论
    4.1 试验选择
    4.2 试验及结果分析
5 结 语
    (1)实现了基于Pfafstetter编码规则的时空离散化并行方法。
    (2)基于OpenMP编程模型的并行化。
    (3)时空离散化并行计算具有较好的加速效果。



本文编号：3745615