【技术实现步骤摘要】
基于多GPU并行的多目标区域精细化海啸传播计算方法
[0001]本专利技术涉及海啸数据处理技术，尤其涉及一种基于多GPU并行的多目标区域精细化海啸数值计算方法。
技术介绍
[0002]精细化海啸数值计算是海啸预警和防灾减灾的核心技术手段。一般而言，精细化海啸数值计算需要通过在高性能计算机上求解浅水方程得以实现，求解过程需要海啸源附近初始海平面异常数据、计算区域网格方案和配套的数值求解算法以及目标区域高质量的水深和陆地高程资料。因为计算机内存和算力的限制，精细化海啸数值计算无法在大尺度全模拟区域条件下(超过1000km)实施。
[0003]通常的应对方法为针对目标区域进行加密计算，即目标区域采用高分辨率网格计算，其它区域采用一般分辨率网格计算。具体方案包括两种：1)利用多层嵌套的规则网格，逐层提高空间分辨率的方案实现目标区域的海啸计算；2)利用单层非结构三角形网格，逐步增加从大洋到目标区域空间分辨率的方案实现海啸计算。
[0004]在通用图形计算单元(GPU)出现之前，高性能计算方案采用堆砌CPU算力的方式得以...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于多GPU并行的多目标区域精细化海啸传播计算方法，其特征在于，包括：S01、计算设备接收到海啸传播计算的启动指令后，读取预先确定的多目标区域的网格嵌套信息、水深数据和海啸源信息，所述多目标区域的网格嵌套信息为球坐标系下针对每个目标区域逐层加密的网格信息和对应的多计算区域；所述计算区域为由目标区域逐层向外扩大并最终包含海啸源的多层地表空间曲面，每一计算区域均设置了不同层级的一套网格信息，最内层为目标区域；S02、所述计算设备的CPU和GPU初始化海啸源信息对应的海啸传播计算所需参数和变量；GPU计算所有目标区域共享的第一层网格的海啸传播过程，在达到结束条件时，将计算结果发送CPU；针对待处理的至少一个目标区域的第N层网格区域，所述CPU读取第N层网格区域的网格信息、水深数据及第N层网格区域的边界信息；预处理后传输至指定的GPU；N为大于等于2的自然数，计算区域的最外层网格为第一层；S03、每一GPU接收所述CPU传输的预处理信息，进行海啸传播计算，在达到结束条件时，将第N层网格区域的计算结果发送所述CPU，所述CPU根据第N层网格区域的计算结果提取第N+1层网格区域边界信息，并将第N+1层网格区域边界信息传输至GPU，按照由外向内的顺序独立执行，直至目标区域完成海啸传播计算，所述CPU将所有目标区域的结果进行输出。2.根据权利要求1所述的多目标区域精细化海啸传播计算方法，其特征在于，每一计算区域内各层网格信息包括下述的一种或多种：每一层网格区域的经纬度信息，每一层网格区域的边界条件、每一层网格区域的网格分辨率、积分时间步长。3.根据权利要求1所述的多目标区域精细化海啸传播计算方法，其特征在于，S02包括：针对待处理的至少一套网格区域的第N层网格区域，所述计算设备的CPU读取水深数据和网格信息，判断第N层网格区域相邻嵌套层之间的网格分辨率是否满足第一预设条件，若满足，则基于读取的水深数据对第N层网格区域内每一网格赋予网格点水深数据和高程数据；以及，判断第N层网格区域积分时间步长是否满足该层所属区域水深条件下的计算稳定性，若满足；将满足第一预设条件和计算稳定性的第N层网格区域的信息传输至指定GPU，第N层网格区域的信息包括：第N层网格区域内所有网格点水深数据和高程数据、网格分辨率、积分时间步长和经纬度区域信息、设定的波高条件和常参数；所述第一预设条件为预先定义第N层和第N+1层网格区域的网格分辨率为1:4，或1:3。4.根据权利要求1所述的多目标区域精细化海啸传播计算方法，其特征在于，S02中的GPU计算所有目标区域共享的第一层网格的海啸传播过程，在达到结束条件时，将计算结果发送CP...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宗辰，原野，于福江，杨怀玮，
申请(专利权)人：国家海洋环境预报中心，
类型：发明
国别省市：
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