摘要：磁流體動力學(xué)方程組被廣泛應(yīng)用于受控核聚變裝置托卡馬克、天體物理、磁流體發(fā)電等問題的研究中,其往往具有非線性、多尺度、多物理等特征,大規(guī)模數(shù)值難度較大.目前國際上對不可壓縮流體問題的大規(guī)模數(shù)值求解主要采用全隱或半隱方法,但都是在同構(gòu)的超級計算機(jī)而不是目前主流的異構(gòu)眾核系統(tǒng)上進(jìn)行計算.論文面向國產(chǎn)神威'太湖之光'超級計算機(jī),開展面向磁流體動力學(xué)方程組的異構(gòu)眾核全隱求解器研究.針對Newton-Krylov這類全隱求解器,提出了面向申威26010眾核處理器的異構(gòu)眾核并行算法,并對其核心函數(shù)開展了眾核并行和優(yōu)化.對核心函數(shù)稀疏矩陣向量乘采用Matrix Free的方法來提升性能,對稀疏三角求解采用基于幾何信息的異構(gòu)眾核并行算法,針對其訪存密集的特點(diǎn)提出了存儲格式、數(shù)據(jù)讀取與計算依賴分離、核間寄存器通信等多種優(yōu)化方法,對非線性殘差計算等stencil類計算及10多個向量函數(shù)進(jìn)行了異構(gòu)眾核并行,該異構(gòu)眾核并行算法可被其它應(yīng)用軟件重用.論文采用二維磁場重聯(lián)問題進(jìn)行測試,實驗結(jié)果表明16進(jìn)程時加速比可達(dá)13.6倍,能夠支持高分辨率長時間模擬,并準(zhǔn)確捕捉磁場重聯(lián)現(xiàn)象.另外整體并行擴(kuò)展性已經(jīng)達(dá)到53萬核,強(qiáng)可擴(kuò)展性并行效率達(dá)到了33.8%,弱可擴(kuò)展性并行效率達(dá)到了80.7%.