西南交通大学 物理科学与技术学院, 成都 610031
轴对称超短强激光在空气中的传输可以用2D+1维非线性薛定谔方程来描述，该方程一般可用FCN方法进行求解，即在时间上应用快速傅里叶变换方法、在空间横截面上采用Crank-Nicholson差分法。但由于计算非常耗时，传统串行的FCN方法只能计算强激光在百m量级距离上传输。基于OpenMP设计了求解2D+1维非线性薛定谔方程的并行方法及其程序。数值模拟结果证明了程序的正确性和较高的并行效率。当线程数为15时并行加速比为12。此并行方法可应用于模拟长距离的超短超强激光的传输。
非线性薛定谔方程 飞秒强激光 并行计算 nonlinear Schrdinger equation a femtosecond high-intensity laser OpenMP OpenMP parallel computing 强激光与粒子束
2015, 27(11): 111002
1 中国科学院上海应用物理研究所, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 澳大利亚联邦科学与工业研究组织, 悉尼 NSW 1670
提取骨架是计算机断层扫描(CT)三维(3D)血管图像定量分析中的关键步骤，通常耗费数小时，直接制约了图像分析的定量研究。分析串行骨架细化算法各步骤中包含的可并行化操作，对其进行并行化设计，提出的算法通过OpenMP多线程技术实现，并采用不同大小的三维CT血管图像进行分析和测试。根据测试结果，改进后的算法获取到的骨架准确可靠，对于1.95 GB大小的三维血管图像，使用16个线程进行并行运算时，可将运算时间由176 min缩短到13 min，时间消耗上降低了一个数量级。因此，提出的方法可实现大型血管骨架的准确、高效提取，解决了大型三维图像分析问题中运算效率低这一瓶颈问题。
医用光学 三维骨架 细化 并行处理 加速比 光学学报
2015, 35(11): 1117003
基于OpenMP标准分别设计了粒子模拟方法中电磁场计算、粒子运动求解、电荷密度和电流密度更新的并行计算实现算法。在多核计算机上对所设计并行算法进行了性能测试和分析, 根据分析结果在3维并行粒子模拟软件CHIPIC3D上实现了基于OpenMP的并行计算功能, 并应用其对一种扩展互作用振荡器进行了基于OpenMP的并行模拟和基于OpenMP/MPI混合模式的并行模拟。模拟结果表明并行算法正确并能取得较高的加速比。
粒子模拟 并行计算 扩展互作用振荡器 electromagnetic particle-in-cell simulation OpenMP OpenMP parallel computing extended interaction oscillator
