分布式水文模型时空离散化并行计算方法研究

作     者：秦泽宁 周祖昊 刘明堂 向东 刘佳嘉 QIN Zening;ZHOU Zuhao;LIU Mingtang;XIANG Dong;LIU Jiajia

作者机构：华北水利水电大学河南郑州450046 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 

基　　金：国家重点研发计划项目(2016YFC0402405) 国家自然科学基金资助项目(91647109,51679257,51779270) 江西省水利科技重大项目(KT201501,KT201508) 云南省院士工作站建设专项(2015C013) 坪山河干流综合整治及水质提升工程专项课题(CSCEC-PSH-2017-03) 流域水循环模拟与调控国家重点实验室基金资助项目(SKL2018TS04) 

出 版 物：《人民黄河》 (Yellow River)

年 卷 期：2020年第42卷第8期

页      码：15-20页

摘      要：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。

主 题 词：OpenMP Pfafstetter 时空离散化 并行计算 WEP⁃L 分布式水文模型 

学科分类：081504[081504] 08[工学] 081501[081501] 0815[工学-矿业类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1000-1379.2020.08.004

馆 藏 号：203961114...