一、网络并行计算在核物理计算中的应用研究（论文文献综述）
王迪[1]（2021）在《超算典型应用优化技术研究与实践》文中研究表明高性能计算已经成为继理论分析和科学实验之后的第三大科研方法和手段,它利用先进的计算能力去解决理论、实验无法或难以解决的复杂、大规模的科学问题,成为了高校科研创新不可缺少的重要支撑。尤其是近几年高性能计算与人工智能、大数据的融合,让高校各个学科的发展都需要更多的算力支撑。这些年国内高校的超算平台计算能力已经超过了千万亿次,很多计算资源都具有新一代Intel Cascade Lake可扩展处理器的强大算力,但是如何充分利用这些计算资源来加快科研的速度成为了使用者面临的巨大挑战。而一些系统级、编译级以及代码级的优化技术可以有效的帮助这些应用改善计算性能,提高计算效率,充分发挥算力作用。本文以某高校超算平台的几种典型应用为例,研究四种不同的优化技术以提高应用的计算效率,充分发挥平台计算资源的利用率。本论文首先对优化技术如硬件层面涉及到的流水线、超标量、SIMD,运行层面涉及到的并行参数调整、线程亲核性,编译器层面涉及到的编译时优化选项、并行编译、数学库优化,以及算法层面涉及到的数据并行与任务并行进行了详细介绍与分析,然后通过对某高校超算平台的实际应用案例如VASP、WRF、冷冻三维电镜重构应用和基于相对论Hartree-Fock理论的张量力提取应用分析它们的性能瓶颈所在,针对其性能瓶颈提出优化方案,最终通过实验验证优化方案的可行性。从本文的实验结果来看,在VASP应用中,默认的NPAR与NCORE参数经过优化后最大运行速度可以提高6.4倍;对基于数值预报模式WRF应用,通过GCC编译器优化后的WRF计算性能提升可以达到23.77%,但是用Intel编译器优化后的WRF计算速度相对于GCC编译器编译的WRF性能还可以提升;在三维冷冻电镜重构程序进行图像相似度算法中,实现了利用多核CPU的并行能力对图像相似度计算算法进行优化,利用基于共享内存的OpenMP多线程并行技术,分析并发掘了傅里叶空间中图像相似度计算算法的并行能力,对其计算过程实现了多个层次的并行优化,最优加速比达到了61.103;基于相对论Hartree-Fock理论的张量力提取应用中,针对其算法的可并行性,实现了采用OpenMP-MPI混合模型实现并行算法的优化,CPU利用率由原算法的不足1%提升到了94.8%,向量化比例提升到了100%,加速比达到了36.779。
杨万奎[2]（2020）在《基于蒙特卡罗粒子输运-燃耗耦合的研究堆燃料管理方法研究》文中认为由于研究堆的运行特性与核电站不同,即堆芯内的样品辐照多样化、反应堆频繁启停,尤其根据需求可能在碘坑中开启反应堆。而现有计算方法和程序软件无法完全满足需求,需要重新开发适于研究堆运行特性的燃料管理系统,跟踪反应堆燃耗分布,有效防止超燃耗引发的燃料组件破损。本研究建立了一套基于蒙特卡罗粒子输运-燃耗-临界-多温截面的多耦合研究堆燃料管理方法,编制了计算程序MCBMPI,进行了基准题的正确性验证和加速性能验证,并依据300#反应堆的物理实验结果进行了实验对比分析,结果表明该方法具有较好的适用性,对保障反应堆安全运行具有重要意义。主要包含以下研究内容:首先,研究了输运-燃耗-临界-多温截面的多耦合计算方法,开发了多耦合燃料管理程序MCBMPI。该程序采用了系列先进算法,包括输运-燃耗耦合的预估-校正算法、燃耗反应截面的超精细群方法、自适应临界搜索算法等。并采用算例对燃耗反应截面的超精细群方法、自适应临界搜索算法分别进行了验证。其次,用基准题对程序进行了正确性验证,详细对比了本征值和燃耗末期的核素浓度。用300#研究堆对该程序进行了完整的氙平衡中毒及碘坑实验对比和燃耗反应性实验验证。最后,根据堆芯换载的计算需求,基于PyQt开发了堆芯换载可视化界面程序。该界面程序可以实现堆芯换载建模所需的必备功能。通过以上研究,得出如下结论:MCBMPI燃料管理程序通过基准题验证,计算结果与基准结果吻合得很好,并且整体加速比优于MCNP5MPI的并行输运的加速比,取得了较好的并行加速性能。通过燃耗反应截面的超精细群方法、自适应临界搜索算法等算法改进,可大幅提升蒙卡燃料管理的计算速度。采用50000群的超精细群方法,相较于234个核素的反应率计数方法,计算速度提升了 27倍。300#反应堆的临界搜索结果表明,与常规插值法相比,加速了 5.6倍。通过实验对比可知,氙平衡中毒及碘坑实验曲线与计算曲线趋势一致,燃耗反应性实验值与计算值仅相差8%,总体而言实验与计算具有较好的一致性。
武晨晟[3]（2019）在《高离化态离子电偶极辐射跃迁过程的理论研究》文中研究表明高离化态离子广泛存在于高温等离子体物质中,是非完全电离等离子体的基本构成,其辐射过程的研究对诸如X射线天文学、可控核聚变等涉及高温等离子体的相关研究领域具有非常重要的意义。因其核电荷数高且电子数远少于核电荷数,强库伦相互作用在该体系中起决定性作用,使其展现出不同于一般原子体系的物理特征。一方面相对论和高阶量子电动力学效应将变得相对显着;另一方面由于原子核强的库伦吸引使其电子运动具有更小的空间和时间尺度,内壳层电子激发形成的短寿命共振态将在相关的动力学过程中起到重要作用。本论文针对高离化态离子体系的物理特征,对其中最普遍的电偶极辐射开展了如下三方面研究:（1）我们首先研究了类Li离子1s12p2和类B离子1s12s22p2双电子激发共振态的2p-1s强电偶极辐射跃迁过程,发现在这类具有壳层内强电子关联的高离化态离子体系中,电子关联作用的相对论效应（即Breit相互作用）将对该共振态产生显着影响,从而对其相关辐射跃迁过程产生重要影响。此外发现该共振态可有效通过双电子复合过程产生,据此建议了相关的实验测量方案,并被后续实验证实。该结果扩展了人们对于相对论效应在高离化态离子体系电磁辐射过程中所起作用的传统认知,并可能在未来高温等离子体的精密诊断中发挥作用。（2）结合近期在X射线自由电子激光装置上进行的与重要天文问题有关的Fe16+离子3C与3D电偶极跃迁线振子强度比测量的实验研究,我们系统研究了该实验所涉及Fe15+和Fe16+离子与自由电子激光相互作用过程相关的原子线性级联过程,提出该实验与理论计算值不一致的原因可能是由于强入射光所引起的Fe15+到Fe16+的粒子数转移。我们的结果表明目前实验并不能说明现有理论计算值存在问题,最终解决天文观测中与该跃迁线有关的问题可能还需要考虑其它因素。（3）高离化态离子在实际应用中大量存在于高温等离子体环境中,需要了解清楚外部等离子体环境对体系辐射过程的影响。利用改进的Debye-Hückel模型,在考虑电偶极辐射跃迁时空尺度的基础上,研究了不同等离子体屏蔽对类Ne离子3C和3D发射线的跃迁能量及振子强度的影响,发现一种由于屏蔽使得自旋—轨道耦合效应相对增强从而对跃迁速率产生显着影响的机制,并提出一套描述整个类Ne离子等电子系列该过程原子参数拟合方案,可方便用于相关应用模拟研究中。
刘欣[4]（2019）在《中国物理学院士群体计量研究》文中进行了进一步梳理有关科技精英的研究是科学技术史和科学社会学交叉研究的议题之一,随着中国近现代科技的发展,中国科技精英的规模逐渐扩大,有关中国科技精英的研究也随之增多,但从学科角度进行科技精英的研究相对偏少;物理学是推动自然科学和现代技术发展的重要力量,在整个自然科学学科体系中占有较高地位,同时与国民经济发展和国防建设密切关联,是20世纪以来对中国影响较大的学科之一;中国物理学院士是物理学精英的代表,探讨中国物理学院士成长路径的问题,不仅有助于丰富对中国物理学院士群体结构和发展趋势的认识,而且有助于为中国科技精英的成长和培养提供相关借鉴;基于此,本文围绕“中国物理学院士的成长路径”这一问题,按照“变量——特征——要素——路径”的研究思路,引入计量分析的研究方法,对中国物理学院士这一群体进行了多角度的计量研究,文章主体由以下四部分组成。第一部分（第一章）以“院士制度”在中国的发展史为线索,通过对1948年国民政府中央研究院和国立北平研究院推选产生中国第一届物理学院士,1955年和1957年遴选出新中国成立后的前两届物理学学部委员、1980年和1991年增补的物理学学部委员、1993年后推选产生的中国科学院物理学院士、1994年后的中国科学院外籍物理学院士和中国工程院物理学院士,及其他国家和国际组织的华裔物理学院士的搜集整理,筛选出319位中国物理学院士,构成本次计量研究的样本来源。第二部分（第二至九章）对中国物理学院士群体进行计量研究。首先,以基本情况、教育经历、归国工作,学科分布、获得国内外重大科技奖励等情况为变量,对中国物理学院士群体的总体特征进行了计量分析;其次,按照物理学的分支交叉学科分类,主要对中国理论物理学、凝聚态物理学、光学、高能物理学、原子核物理学这五个分支学科的院士群体特征分别进行了深入的计量分析,对其他一些分支交叉学科,诸如天体物理学、生物物理学、工程热物理、地球物理学、电子物理学、声学、物理力学和量子信息科技等领域的院士群体的典型特征进行了计量分析,分析内容主要包括不同学科物理学院士的年龄结构、学位结构、性别比例,在各研究领域的分布、发展趋势和师承关系等;再次,在对各分支交叉学科物理学院士的基本情况和研究领域计量分析的基础上,对不同学科间物理学院士的基本情况进行比较研究,对中国物理学院士研究领域和代际演化进行趋势分析。第三部分（第十章）在第二部分计量分析的基础上,总结归纳出中国物理学院士的群体结构特征、研究领域和代际演化的趋势特征。中国物理学院士的群体结构呈现整体老龄化问题严重,但近些年年轻化趋向较为明显,整体学历水平较高,同时本土培养物理学精英的能力增强,女性物理学院士占比较低但他们科技贡献突出,空间结构“集聚性”较强,但近些年这种“集聚性”逐渐被打破等特征;中国物理学院士的研究领域呈现出,物理学科中交叉性较强的研究领域具有极大的发展潜力,应用性较强的研究领域产业化趋势明显,当代物理学的发展与科研实验设施的关系越发紧密等趋势特征;中国物理学院士的代际演化呈现出,新中国成立初期国家需求导向下的相关物理学科迅猛发展,20世纪80年代以来物理学院士研究兴趣与国家政策支持相得益彰,21世纪以来物理学院士个体对从事学科发展的主导作用越来越大等趋势特征。第四部分（第十一章）通过分析中国物理学院士群体的计量特征得出中国物理学院士的成长路径。宏观层面,社会时代发展大背景的影响一直存在,国家发展战略需求导向要素有所减弱,国家科技管理制度的要素影响有所增强,中国传统文化对物理学院士成长潜移默化的影响;中观层面,物理学学科前沿发展需求的导向要素显着增强,空间结构“集聚性”的影响逐渐在减弱,师承关系的影响主要体现于学科延承方面;微观层面,性别差异对物理学家社会分层的影响很弱,年龄要素对物理学院士成长具有一定的影响,个人研究兴趣对物理学院士的成长影响增强;可见中国物理学院士受社会时代背景、中国传统文化的影响一直存在,受国家发展战略需求的导向影响有所减弱,而受物理学学科前沿发展和物理学家个人研究兴趣的导向逐渐增强,进而得出中国物理学院士的社会分层总体符合科学“普遍主义”原则的结论。最后,在中国物理学院士的群体发展展望中,提出须优化中国物理学院士年龄结构和培养跨学科物理科技人才,辩证看待中国物理学院士空间结构的“集聚性”和师承效应,发挥中国物理学院士的研究优势弥补研究领域的不足,增加科研经费投入和完善科技奖励机制,不断加强国家对物理学的支持力度等建议,以促进中国物理学院士群体的良性发展和推动我国从物理学大国发展为物理学强国。
马国扬[5]（2019）在《相对论重离子碰撞中大横动量粒子的产生》文中指出在美国布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机（RHIC）和欧洲核子中心的大型强子对撞机（LHC）进行的超相对论重离子对撞实验中,我们能够在极小的区域内沉积极高的能量,创造出的极端高温、高密的环境,从而将原本禁闭在强子束缚态的夸克和胶子解禁闭,进而产生出一种全新的物质形态——夸克胶子等离子体（QGP）。夸克胶子等离子体存在很短时间,在其形成之后便会开始膨胀,并在演化过程中逐步地冷却,部分子最终又会重新回归禁闭状态,强子化变成末态可观测到的强子。为了探究该短暂存在的物质形态的形成过程和物态性质,不同的QGP信号、探针过去二十多年里被提出并得到了广泛且深入地研究,其中喷注淬火效应被认为是一种重要的研究夸克胶子等离子体的探针。喷注淬火又被称为部分子能量损失过程,它描述了初始硬散射过程中产生的高能部分子在穿越夸克胶子等离子体时,会与该热密介质发生相互作用,从而损失其部分初始能量的现象。实验上我们则可观测到高能重离子碰撞中单举强子的归一化高横动量谱会低于在核子核子碰撞中的产额、双强子（喷注）和规范波色子标记喷注的横动量不对称性、喷注子结构的差异等现象。随着高能对撞实验的质心能不断地提升,喷注淬火效应作为一种重要的QGP探针得到实验、理论以及唯像上越来越多的关注。在本文研究中,我们将使用一套基于次领头阶微扰量子色动力学（NLO pQCD）的部分子模型的方法来研究高能重离子碰撞中喷注淬火效应及相关问题。大横动量强子因其主要来源于硬散射过程中末态部分子的碎裂过程,能够很好地应用微扰QCD理论进行描述,其中π介子作为末态产额最丰富的强子,是高能重离子碰撞研究中最早亦是最广泛的观测量,RHIC实验中所观测到的大横动量π0介子在核-核碰撞中的压低现象是最早证实QGP存在的信号。我们采用了基于pQCD理论的部分子模型研究了质子-质子碰撞中次领头阶下单举领头强子产额、隔离光子产额以及隔离光子标记的整体喷注产额。在本文中,我们在国际上首次分别在RHIC下200GeV和LHC下2760GeV计算了两类新介子ω和K0s以及一个重子Λ的产生,其中通过对初始标度下不同单举强子的碎裂函数按DGLAP方程演化得到不同标度下的碎裂函数,并与部分子分布函数和部分子硬散射截面卷积得到质子-质子碰撞中的产生截面。我们分别讨论了RHIC和LHC能级下不同单举强子的散射截面,系统验证了pQCD理论的有效性,并为研究不同强子的碎裂过程奠定了基础。引入喷注淬火效应时,我们采用的是多重散射模型的高扭度方法。在该框架描述中,一个快速部分子与QCD介质相互作用,发生多重散射并由介质诱发的胶子辐射从而损失能量,这样的多重散射与碰撞的扭度-4过程有关,并能够给出真空部分子碎裂函数（FFs）在介质中的次领头阶有效碎裂函数（mmFFs）,运用pQCD因子定理,得到核-核碰撞中单举强子的产额,给我们研究强子的不同碎裂模式提供了契机。为了更好地描述QGP火球的演化过程,我们将原模型中的3+1维理想流体力学模型Hirano替换成逐事例（event-by-event）2+1维粘滞流体力学模型VISHNU,并系统地计算了六类介子π0、p0、η ω和K0s在Au+Au 200 GeV和Pb+Pb 2760 GeV下核修正因子RAA,并通过与实验数据点进行x2拟合相应抽离出描述部分子和热密介质相互作用强度量——喷注输运参数q0的最优取值范围（RHIC:q0=0.5（+0.15/-0.05）GeV2/fm和 LHC:q0 = 1.2（+0.25/-0.15）GeV2/fm）。这也是第一次同时考虑不同种类介子的RAA来抽离喷注输运参数q0的最优取值范围,以后随着实验的精度进一步提高,各类末态粒子的实验数据更为丰富,能够极大地提高我们计算结果地精度。应用我们提取出地最佳喷注输运参数q0,我们进一步比较了ω介子、K0s介子与π0介子在质子-质子、核-核碰撞中的产额比。我们发现在RHIC能级下大横动量区间p+p碰撞下产额比ω/π0比A+A碰撞下产额比ω/π0要更大,并且没有明显地重合趋势,这是因为ω介子主要是由胶子碎裂而来,即便在核-核碰撞中胶子碎裂的占比会因为喷注淬火效应而进一步降低,我们仍然可以看到在ω介子在横动量pT = 20GeV时的胶子碎裂占比约为60%。而类似情形下π0介子的产生绝大部分都是由夸克碎裂而来,喷注淬火效应则会进一步提高π0介子的夸克碎裂占比。正是因为这两类介子的部分子碎裂占比间差异,结合喷注淬火效应导致了ω/π 在A+A碰撞中比P+p碰撞中要更为压低,类似的结果我们在φ/π0的研究中也能得到。在K0s/π0的计算中,我们可以看到其产额比在LHC能级下p+p碰撞和A+A碰撞的结果会明显重合。我们分析K0s介子的碎裂占比发现它在大横动量区间也是以夸克碎裂为主,并略低于π0介子的夸克碎裂占比,此时K0s/π0的结果主要会取决于各自介子的夸克碎裂函数（DqKs0（zh,Q2））与（Dqπ0（zh,Q2））的比值。由于部分子会在穿越QGP时损失能量,所以在核-核碰撞中K0s/π0的计算结果可以看作真空下夸克碎裂函数比值经由pT移动得到,加之我们发现夸克碎裂函数在大标度下Q= PT随zh和pT的变化不大,所以A+A碰撞下大横动量区间K0s/π0会与p+p碰撞下的结果相接近,类似的结果我们在p0/π0和η/π的研究中也能得到。在重子介子产额比(P+p/（π+π-）和（Λ+Λ）/2KS0计算中,我们发现其奇异性一方面是由于末态强子碎裂过程不同导致,另一方面是由于介质演化过程或粒子流引起。在相对论重离子碰撞中,初态冷核物质效应（CNM effects）是指由原子核引起地对高能碰撞过程的核修正效应,显然它也会对重离子实验中测量的QGP信号产生影响,在本文中我们也研究了冷核物质效应对核修正因子的贡献,一方面加深对CNM效应的理论认识,另一方面也是作为研究热核介质效应的比较基准。引入初态冷核物质效应一个主流方法是在自由核子分布函数（PDFs）上乘上参数化因子得到核中部分子分布函数（nPDFs）,但由于非微扰效应,我们很难从第一性原理出发得到恰当的参数化因子或nPDFs,只能通过深度非弹（DIS）过程、Drell-Yan过程以及质子-核碰撞等实验数据拟合得到。目前不同参数化形式的nPDFs表现出的差异性十分明显,因此还需要更多的实验结果以及相应的理论来更好地约束冷核物质效应的可能参数化形式。规范波色子标记的喷注一直都是实验和理论学者们所关注喷注物理的相关热点,由于它是一个研究CNM效应很好的物理观测量。因为在领头阶下,规范波色子与部分子在硬散射过程中是背对背产生,并且规范波色子或其末态轻子在穿越夸克胶子等离子时不与热密介质发生相互作用,因此其将携带全部碰撞初期的信息。这就为我们研究冷核物质效应提供了极佳的探针。在本文中,我们选用的是光子标记的整体喷注,考虑到光子来源较多而我们更关心地是硬散射过程产生的直接光子,需要对碎裂和衰变光子进行背景扣除,我们所采用是与实验组一致的“隔离截断”方法,即围绕着光子方向锥角内伴随强子的能量总和不高于一定阈值。在次领头阶下隔离光子和隔离光子标记的喷注产额的计算中,可观测光子（prompt photon）主要来源于两个机制,一个是直接从硬散射产生的直接光子,另一个是由高能部分子碎裂而来的碎裂光子,随后我们讨论了“隔离截断”分别对两类贡献的影响。由于“隔离截断”的引入,对于光子产生的末态相空间会有额外的约束,因此微扰QCD的因子化定理对于隔离光子的产生并非始终成立。在本文中我们从理论上证明了“隔离截断”满足一定的要求则可以保证pQCD因子化定理有效。在本文中,我们使用隔离光子和隔离光子标记的整体喷注来研究高能碰撞中的冷核效应,我们分别讨论四种不同的核分布函数参数化（DSSZ,nCTEQ15,EPPS16,nIMParton16）形式下次领头阶隔离光子以及隔离光子标记的整体喷注在质子-铅核在8.16TeV下的产额。我们系统阐述了次领头阶隔离光子在特别向前和向后快度区间下冷核修正因子随末态光子横动量以及快度的依赖关系,并对应讨论了在铅核方向上平均Bjorken变量的变化范围。结果表明在不同快度区间的隔离光子的产额可以提供给我们一个有效区分不同冷核效应的机会,并且也十分直观地体现出不同nPDFs参数化形式下冷核效应地差异。我们同时也计算了隔离光子的向前向后产额不对称度,与冷核修正因子的结论一致。受双喷注相关研究启发,我们报告了隔离光子标记的整体喷注的冷核修正因子在特定隔离光子和喷注平均横动量区间下随隔离光子和喷注平均快度的变化。同时我们也发现不同的隔离光子和喷注平均横动量区间各nPDFs参数化形式给出的冷核修正因子有着显着差异,实验上亦可以计算同样的物理量,为nPDFs的参数化形式提供更多的限制。同时我们还计算并比较了pPb和pp碰撞中在入射核方向上平均Bjorken变量与在靶核方向上平均Bjorken变量比值,发现几乎没有任何变化,说明冷核效应对于入射核和靶核的影响是等同的,并未引起不平衡性分布。本文中我们还讨论了蒙特卡洛方法及其在高能核物理领域的一些应用,并简述了用于研究质子-质子碰撞的蒙特卡洛事例产生器PYTHIA的框架与主要物理内涵。随后我们又介绍了用于研究重离子碰撞蒙特卡洛事例产生器HIJING以及将其由FORTRAN版本升级成为C++版本过程中的相关工作,因为HIJING是架构在FORTRAN语言下的PYTHIA6核子核子碰撞模型上以研究高能重离子碰撞过程的模型,我们升级的工作重心就是如何实现在C++语言下的PYTHIA8模型上构建以研究高能重离子碰撞过程的HIJING++模型。我们首先深入了解、分析、比较并总结了PYTHIA6和PYTHIA8两个不同版本模型处理核子核子碰撞过程的异同,对于两者有差异的地方,在HIJING++模型内做出相应地修改与标注,如PYTHIA8中设置以及读取初始参量的方式。我们还对HIJING模型进行了模块化分析,按功能提取并定义出不同类,如Hij Physics类,更进一步将它们嫁接到PYTHIA8的程序框架内并重新封装成Hijing类,并设计、提供与用户交互的接口函数。在升级过程中,我们还对HIJING++的功能以及理论框架做出部分改良,如替换新的随机数种子产生器,新的伪随机数序列有着更好的独立性或不相干性;更丰富、灵活的数学计算相关库的接口函数;引入核遮蔽效应的标度依赖关系以更贴合实际物理过程等。最后我们给出了beta版HIJING++并行计算下效率提升的表现以及部分计算结果并与实验数据进行比较。
叶鑫[6]（2018）在《基于异构架构的蒙卡并行算法研究》文中研究表明蒙特卡罗方法作为反应堆物理分析的两大核心方法之一,具有精细几何建模能力和连续能量点截面两大突出优点。相对于确定论方法,蒙卡方法通过模拟粒子历史,来给出反应堆内中子通量的准确分布。随着超级计算机的迅速发展,蒙卡方法在反应堆精细计算中发挥着越来越重要的作用。超级计算机的出现在一定程度上解决了蒙卡程序所需计算资源过大的问题,但是蒙卡程序本身的效率提升却非常有限。本课题基于自主堆用蒙卡程序RMC,分析了输运计算中的热点函数,提出了后缀表达式和指针寻址这两种通用优化方法,大幅度提高了临界计算效率。RMC基于MPI和OpenMP实现了分层并行算法,旨在通过共享内存的方式解决蒙卡计算中单节点占用内存过高的问题。研究发现RMC中OpenMP的使用存在效率问题,在多线程的情况下加速比始终不够理想,提出使用Pthreads代替OpenMP实现线程级并行。测试结果表明Pthreads实现的线程级并行有很好的加速效果,在节点内部接近线性加速比,在和MPI构成的分层并行中也接近线性。神威·太湖之光是我国自主研制的新一代超级计算机,峰值计算性能为每秒12.54亿亿次,持续运算性能为每秒9.3亿亿次,全系统采用国产申威26010处理器。该处理器采用片上异构融合架构,实现了软件和硬件的完全自主可控。本课题向神威·太湖之光平台移植RMC程序,解决了移植过程中遇到的三类困难。对移植后的程序进行正确性验证和并行效率测试,结果表明移植后的程序正确性可以保证,并且在使用上千核组的情况下,依然有90%以上的并行效率。为了提高移植后的程序的运行效率,必须要利用太湖之光的平台特性,主要方法有访存优化、SIMD向量化、寄存器通信以及主从协同并行。对比优化前后的程序性能,结果表明普遍能提高一倍左右。但是对比商用Intel平台,结果表明优化后的程序还是有着30%～50%的性能差距。
王曦[7]（2018）在《LBM多相流大规模异构协同众核并行算法研究》文中进行了进一步梳理格子玻尔兹曼方法（Lattice Boltzmann method,LBM）是计算流体力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）中广泛使用的方法,具有天然的并行性,尤其适合大规模并行计算。近年来,高性能计算机技术在不断的发展,采用异构众核处理器作为加速部件的异构众核超级计算机已渐渐成为主流。本文在典型的异构众核超级计算机天河二号上,针对开源3D多相流LBM软件OpenLBMFlow开展了大规模异构并行计算研究。主要工作和贡献如下:（1）对基于格子BGK和Shan-Chen模型的LBM多相流算法和OpenLBMFlow程序实现进行了深入剖析,根据典型异构并行体系结构平台特点,设计了多层次的LBM流场区域分解方法。分别从任务层、异构协同层、数据层、指令层方面描述了LBM多相流模拟的多层次多粒度并行性,提出了大规模异构协同众核并行算法,并对算法的性能瓶颈进行了理论分析。在此基础上从通信、负载均衡以及LBM算法层面提出了相应的优化策略。（2）在天河二号超级计算机上,采用OpenMP4.5加速器模型,实现了OpenLBMFlow基于MPI+OpenMP4.5+SIMD的CPU+MIC异构协同并行模拟。首先通过一系列串行代码优化大幅提升了CPU和MIC上LBM代码的单线程效率,相比于基准测试代码分别获得了2.5和2.8的加速比。进行SIMD优化后,CPU性能进一步提升了1.5倍,MIC性能则提升超过2倍。通过负载均衡优化和异步计算通信重叠,与纯CPU并行模拟相比,异构协同取得了不错的性能加速比。以128个节点结果作为基准,程序在2048个节点时获得了超过80%的效率,展示了不错的弱可扩展性。（3）探索了Python大规模高性能计算和性能优化方法,实现了国际上首个完全基于Python的大规模并行三维LBM多相流模拟开源代码PyLBMFlow。根据Python语言特性,提出了一系列性能优化方法并对LBM边界算法进行了重构,大幅提升了Python计算效率,优化后串行性能相对于基准实现提升达两个量级。在此基础上,基于Mpi4py和Cython实现了MPI+OpenMP混合并行,在天河二号超级计算机上成功模拟了LBM气液两相流,并行规模1024结点,并行效率超过80%。
阳述林,魏军侠,洪振英,刘会坡[8]（2016）在《中子输运Sn算法及其应用》文中指出本文首先简要回顾了中子输运Sn方法的研究背景和发展概况,然后结合实际应用情况重点介绍一些中子输运Sn方程的算法,包括:一维球几何输运方程计算方法,二维柱几何输运方程差分方法和间断有限元方法,以及二维输运方程多级并行算法.本文最后给出了一些典型应用算例.
杨万奎,刘耀光,马纪敏,杨鑫,王冠博,佘顶[9]（2014）在《消息传递并行燃耗程序MCBMPI的栅元验证》文中进行了进一步梳理程序采用模块化思想,其中输运部分采用MCNP5程序的消息传递并行版本MCNP5MPI,燃耗计算采用截断泰勒展开的矩阵指数法、TTA线性子链解析法和高斯-赛德尔迭代法三者相结合的燃耗求解方法,并行策略为对多燃耗区采用区域分解的MPI消息传递并行,完成了并行化蒙特卡罗燃耗程序MCBMPI的研制。整个程序系统仅由MCNP5MPI和燃耗程序组成,其中燃耗程序包含了对多燃耗区的区域分解并行功能、核素转换与衰变计算功能以及与MCNP5MPI的数据交换功能。并以压水堆栅元燃耗基准题对程序进行验证,验证结果表明:该程序可用于多燃耗区的并行燃耗计算,伴随计算机硬件性能的改善可显着提高计算效率。
杨万奎,刘耀光,马纪敏,杨鑫,王冠博,佘顶[10]（2014）在《消息传递并行燃耗程序MCBMPI的栅元验证》文中研究说明程序采用模块化思想,其中输运部分采用MCNP5程序的消息传递并行版本MCNP5MPI,燃耗计算采用截断泰勒展开的矩阵指数法、TTA线性子链解析法和高斯-赛德尔迭代法三者相结合的燃耗求解方法,并行策略为对多燃耗区采用区域分解的MPI消息传递并行,完成了并行化蒙特卡罗燃耗程序MCBMPI的研制。整个程序系统仅由MCNP5MPI和燃耗程序组成,其中燃耗程序包含了对多燃耗区的区域分解并行功能、核素转换与衰变计算功能以及与MCNP5MPI的数据交换功能。并以压水堆栅元燃耗基准题对程序进行验证,验证结果表明:该程序可用于多燃耗区的并行燃耗计算,伴随计算机硬件性能的改善可显着提高计算效率。
二、网络并行计算在核物理计算中的应用研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、网络并行计算在核物理计算中的应用研究（论文提纲范文）
（1）超算典型应用优化技术研究与实践（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 1.4 本文组织结构 |
| 第二章 超算应用优化技术概述 |
| 2.1 硬件层面优化 |
| 2.1.1 流水线 |
| 2.1.2 超标量 |
| 2.1.3 SIMD |
| 2.2 运行层面优化 |
| 2.2.1 应用程序参数调整 |
| 2.2.2 线程亲和性 |
| 2.3 编译层面优化 |
| 2.3.1 编译器选项优化 |
| 2.3.2 并行编译 |
| 2.3.3 数学库优化 |
| 2.4 算法层面优化 |
| 2.4.1 数据并行 |
| 2.4.2 任务并行 |
| 2.5 性能分析工具介绍 |
| 2.5.1 Intel?VTune |
| 2.5.2 Nmon |
| 2.6 性能评价标准 |
| 2.6.1 每秒浮点运算次数 |
| 2.6.2 墙钟时间 |
| 2.6.3 加速比 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 基于VASP应用的通信并行参数优化研究与实现 |
| 3.1 VASP应用介绍 |
| 3.2 VASP应用分析 |
| 3.2.1 实验体系 |
| 3.2.2 实验环境 |
| 3.2.3 实验结果 |
| 3.2.4 实验结果分析 |
| 3.3 并行参数优化 |
| 3.3.1 VASP输入文件 |
| 3.3.2 参数设置常见错误 |
| 3.3.3 并行参数优化结果 |
| 3.4 并行参数优化结论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于数值预报模式系统WRF的编译优化实现 |
| 4.1 数值预报模式系统WRF |
| 4.2 WRF分析 |
| 4.3 WRF并行化编译实验 |
| 4.3.1 GCC编译选项优化 |
| 4.3.2 Intel编译选项优化 |
| 4.3.3 GCC与 Intel编译器对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于冷冻三维电镜重构的傅里叶图像相似度计算算法优化 |
| 5.1 冷冻三维电镜重构原理 |
| 5.1.1 三维重构流程 |
| 5.1.2 傅里叶变换 |
| 5.1.3 中央截面定理 |
| 5.1.4 相似度计算 |
| 5.2 相似度计算算法分析 |
| 5.3 并行优化的实现 |
| 5.3.1 Open MP多线程性能优化 |
| 5.3.2 基于intrisics的 SIMD优化 |
| 5.4 实验结果与分析 |
| 5.4.1 测试环境 |
| 5.4.2 实验结果 |
| 5.4.3 实验结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 基于相对论Hartree-Fock理论的张量力提取并行算法优化研究与实现 |
| 6.1 理论背景 |
| 6.1.1 有效拉氏量 |
| 6.1.2 Hartree-Fock方程 |
| 6.1.3 两体相互作用矩阵元中张量力 |
| 6.1.4 张量力提取 |
| 6.2 应用分析 |
| 6.3 并行优化算法实现 |
| 6.4 实验结果与分析 |
| 6.4.1 测试环境 |
| 6.4.2 实验结果 |
| 6.4.3 实验结果分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本文总结 |
| 7.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（2）基于蒙特卡罗粒子输运-燃耗耦合的研究堆燃料管理方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 背景及意义 |
| 1.1.1 堆内样品辐照引入的燃耗偏倚增加燃料组件超燃耗破损风险 |
| 1.1.2 多步法确定论在研究堆燃料管理上的缺点 |
| 1.1.3 频繁启停堆过程中的碘坑安全风险 |
| 1.1.4 燃耗分布的重要意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 核电厂堆芯燃料管理 |
| 1.2.2 典型研究堆的燃料管理方法 |
| 1.2.3 蒙卡燃料管理研究现状 |
| 1.2.4 研究堆燃料管理方法趋势分析 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 论文结构 |
| 第2章 输运-燃耗-临界-多温截面的多耦合计算方法 |
| 2.1 MCBMPI程序原理 |
| 2.2 预估—校正算法 |
| 2.2.1 预估—校正的统一格式 |
| 2.2.2 MCBMPI的预估—校正算法 |
| 2.3 燃耗截面快速在线生成算法 |
| 2.3.1 燃耗截面 |
| 2.3.2 传统反应率通量比值法的缺陷 |
| 2.3.3 燃耗截面的超精细群方法原理 |
| 2.3.4 超精细群方法的加速验证 |
| 2.4 自适应临界搜索算法 |
| 2.4.1 临界搜索的基本原理 |
| 2.4.2 自适应临界搜索算法理论推导 |
| 2.4.3 自适应临界搜索算法的加速验证 |
| 2.5 多温截面计算 |
| 2.5.1 温度对截面的影响 |
| 2.5.2 NJOY的ACE格式截面处理方法 |
| 2.5.3 基于Python的多温截面制作 |
| 2.6 MPI并行算法 |
| 2.6.1 区域分解并行策略 |
| 2.6.2 并行存储策略 |
| 2.7 小结 |
| 第3章 基准题验证评价及实验对比分析 |
| 3.1 基准题验证评价 |
| 3.1.1 西屋压水堆栅元基准题 |
| 3.1.2 VERA组件基准题 |
| 3.2 实验对比分析 |
| 3.2.1 反应性及其变化因素 |
| 3.2.2 300#研究堆简介 |
| 3.2.3 全堆芯建模 |
| 3.2.4 氙平衡中毒及碘坑实验 |
| 3.2.5 燃耗反应性实验 |
| 3.3 小结 |
| 第4章 堆芯换载可视化建模界面 |
| 4.1 核工程中应用到的各类可视化系统 |
| 4.1.1 基于开源PyQt的可视化系统 |
| 4.1.2 基于开源Scilab的可视化系统 |
| 4.1.3 基于VC++的可视化系统 |
| 4.2 基于PyQt的堆芯换载可视化建模界面开发 |
| 4.2.1 建模策略 |
| 4.2.2 界面布局 |
| 4.3 小结 |
| 第5章 结论及展望 |
| 5.1 论文结论 |
| 5.2 研究特色与创新点 |
| 5.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 发表学术论文情况 |
（3）高离化态离子电偶极辐射跃迁过程的理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 原子与分子物理学应用及发展 |
| 1.2 高离化态离子及其研究意义 |
| 1.3 实验装置简介 |
| 1.3.1 高离化态离子实验概述 |
| 1.3.2 电子束离子阱装置简介 |
| 1.3.3 X射线自由电子激光装置简介 |
| 1.4 计算理论发展简介 |
| 1.5 本文内容 |
| 第2章 计算方法 |
| 2.1 MCDF方法与CI方法简介 |
| 2.1.1 理论简介 |
| 2.1.2 Breit效应 |
| 2.1.3 扭曲波近似 |
| 2.2 本征通道R矩阵方法简介 |
| 2.3 物理参数计算 |
| 2.3.1 电子散射截面计算 |
| 2.3.2 跃迁速率与振子强度 |
| 2.3.3 自电离速率 |
| 第3章 Breit效应对双电子复合中间态跃迁影响的研究 |
| 3.1 高离化态离子中研究Breit效应的意义 |
| 3.2 双电子复合过程 |
| 3.3 计算结果 |
| 3.3.1 跃迁能量 |
| 3.3.2 跃迁速率 |
| 3.4 二能级模型及分析 |
| 3.4.1 二能级模型 |
| 3.4.2 基于二能级模型的分析 |
| 3.5 实验可能 |
| 3.6 基于跃迁速率分支比可测定的物理量 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 类Ne Fe~(16+)离子辐射跃迁理论与观测差异的研究 |
| 4.1 Fe~(16+)离子研究意义 |
| 4.2 计算方案及MCDF计算结果 |
| 4.3 共振激发引起粒子数转移对Fe~(16+)离子3C与3D线振子强度比的影响 |
| 4.3.1 共振激发引起粒子数转移的理论模型 |
| 4.3.2 跃迁和自电离参数计算 |
| 4.3.3 模拟参数的选择 |
| 4.3.4 对于单独Fe~(15+)离子的模拟结果 |
| 4.3.5 Fe~(15+)与Fe~(16+)离子混合体系的模拟结果 |
| 4.3.6 入射X射线激光脉冲的随机性结构对理论模拟的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 等离子体屏蔽效应对类Ne离子辐射跃迁的影响研究 |
| 5.1 研究等离子体屏蔽对类Ne离子3C与3D线影响的意义 |
| 5.2 Debye-Hückel模型与算法 |
| 5.2.1 Debye-Hückel模型简介 |
| 5.2.2 DH模型参数范围选择 |
| 5.2.3 DH模型计算方案 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 3C与3D线跃迁能量的DH模型计算 |
| 5.3.2 3C与3D线振子强度的DH模型计算 |
| 5.3.3 对于3C与3D线振子强度的DH模型计算结果的理论分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A计算程序使用说明 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）中国物理学院士群体计量研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 绪论 |
| 一、文献综述 |
| 二、论文选题和研究内容 |
| 三、研究的创新与不足 |
| 第一章 中国物理学院士的产生与本土化 |
| 1.1 民国时期中国物理学院士的产生 |
| 1.1.1 国民政府中央研究院推选产生中国第一届物理学院士 |
| 1.1.2 国立北平研究院推选出与“院士”资格相当的物理学会员 |
| 1.2 当代中国物理学院士的本土化 |
| 1.2.1 中国科学院推选产生物理学学部委员 |
| 1.2.2 中国科学院物理学院士与中国工程院物理学院士的发展 |
| 1.3 其他国家和国际组织的华裔物理学院士 |
| 1.4 中国物理学院士名单与增选趋势分析 |
| 1.4.1 中国物理学院士的名单汇总 |
| 1.4.2 中国本土物理学院士总体增选趋势 |
| 第二章 中国物理学院士总体特征的计量分析 |
| 2.1 中国物理学院士基本情况的计量分析 |
| 2.1.1 女性物理学院士占比较低 |
| 2.1.2 院士整体老龄化问题严重 |
| 2.1.3 出生地域集中于东南沿海地区 |
| 2.2 中国物理学院士教育经历的计量分析 |
| 2.2.1 学士学位结构 |
| 2.2.2 硕士学位结构 |
| 2.2.3 博士学位结构 |
| 2.3 中国物理学院士归国工作情况的计量分析 |
| 2.3.1 留学物理学院士的归国年代趋势 |
| 2.3.2 国内工作单位的“集聚性”较强 |
| 2.3.3 物理学院士的国外工作单位 |
| 2.4 中国物理学院士从事物理学分支交叉学科的计量分析 |
| 2.4.1 物理学院士从事分支交叉学科的归类统计 |
| 2.4.2 物理学院士获得国际科技奖励的计量分析 |
| 2.4.3 物理学院士获得国内科技奖励的计量分析 |
| 第三章 中国理论物理学院士群体的计量分析 |
| 3.1 中国理论物理学院士基本情况的计量分析 |
| 3.1.1 存在老龄化问题,当选年龄集中于“51-60 岁” |
| 3.1.2 博士占比52.83%,地方高校理论物理教育水平有所提高 |
| 3.2 中国理论物理学院士研究领域的计量分析 |
| 3.2.1 主要分布于凝聚态理论和纯理论物理等领域 |
| 3.2.2 20 世纪后半叶当选的理论物理学院士内师承关系显着 |
| 3.3 中国理论物理学院士的发展趋势分析 |
| 3.3.1 理论物理学院士的增选总体呈上升趋势 |
| 3.3.2 理论物理学院士研究领域的发展趋势 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 中国凝聚态物理学院士群体的计量分析 |
| 4.1 中国凝聚态物理学院士基本情况的计量分析 |
| 4.1.1 存在老龄化问题,当选年龄集中于“51—60 岁” |
| 4.1.2 博士占比57.83%,国外博士学位占比将近80% |
| 4.1.3 女性物理学院士在凝聚态物理领域崭露头角 |
| 4.2 中国凝聚态物理学院士研究领域的计量分析 |
| 4.2.1 主要分布于半导体物理学、晶体学和超导物理学等领域 |
| 4.2.2 凝聚态物理学的一些传统研究领域内师承关系显着 |
| 4.2.3 凝聚态物理学院士集聚于若干研究中心 |
| 4.3 中国凝聚态物理学院士的发展趋势分析 |
| 4.3.1 凝聚态物理学院士的增选总体呈上升趋势 |
| 4.3.2 凝聚态物理学院士研究领域的发展趋势 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 中国光学院士群体的计量分析 |
| 5.1 中国光学院士基本情况的计量分析 |
| 5.1.1 存在老龄化问题,当选年龄集中于“61—70 岁” |
| 5.1.2 博士占比54.84%,本土培养的光学博士逐渐增多 |
| 5.2 中国光学院士研究领域的计量分析 |
| 5.2.1 研究领域集中分布于应用物理学和激光物理学 |
| 5.2.2 光学院士工作单位的“集聚性”较强 |
| 5.3 光学院士的发展趋势分析 |
| 5.3.1 光学院士的增选总体呈上升趋势 |
| 5.3.2 光学院士研究领域的发展趋势 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 中国高能物理学院士群体的计量分析 |
| 6.1 中国高能物理学院士基本情况的计量分析 |
| 6.1.1 老龄化问题严重,当选年龄集中于“51—60 岁” |
| 6.1.2 博士占比53.85%,国外博士学位占比超过85% |
| 6.2 中国高能物理学院士研究领域的计量分析 |
| 6.2.1 高能物理实验与基本粒子物理学分布较均衡 |
| 6.2.2 高能物理学院士的工作单位集聚性与分散性并存 |
| 6.3 中国高能物理学院士的发展趋势分析 |
| 6.3.1 高能物理学院士的增选总体呈平稳趋势 |
| 6.3.2 高能物理学院士研究领域的发展趋势 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 中国原子核物理学院士群体的计量分析 |
| 7.1 中国原子核物理学学院士基本情况的计量分析 |
| 7.1.1 老龄化问题严重,80 岁以下院士仅有3 人 |
| 7.1.2 博士占比48.84%,国外博士学位占比超过95% |
| 7.1.3 女性院士在原子核物理学领域的杰出贡献 |
| 7.2 中国原子核物理学院士研究领域的计量分析 |
| 7.2.1 原子核物理学院士在各研究领域的分布情况 |
| 7.2.2 参与“两弹”研制的院士内部师承关系显着 |
| 7.3 中国原子核物理学院士的发展趋势分析 |
| 7.3.1 原子核物理学院士的增选总体呈下降趋势 |
| 7.3.2 原子核物理学院士研究领域的发展趋势 |
| 7.4 小结 |
| 第八章 其他物理学分支和部分交叉学科院士群体的计量分析 |
| 8.1 中国天体物理学院士群体的计量分析 |
| 8.1.1 天体物理学院士本土培养特征明显 |
| 8.1.2 天体物理学院士的增选总体呈平稳上升趋势 |
| 8.1.3 天体物理学院士研究领域的发展趋势 |
| 8.2 中国生物物理学院士群体的计量分析 |
| 8.2.1 群体年龄较小,当选年龄集中于“41—50 岁” |
| 8.2.2 生物物理学院士研究领域的发展趋势 |
| 8.3 中国工程热物理院士群体的计量分析 |
| 8.3.1 工程热物理院士内部师承关系十分显着 |
| 8.3.2 工程热物理院士研究领域的发展趋势 |
| 8.4 中国地球物理学院士群体的计量分析 |
| 8.4.1 主要分布于固体地球物理学和空间物理学研究领域 |
| 8.4.2 地球物理学院士研究领域的发展趋势 |
| 8.5 部分分支交叉学科院士群体的计量分析 |
| 8.5.1 电子物理学和声学院士的增选呈下降趋势 |
| 8.5.2 中国物理力学由应用走向理论 |
| 8.5.3 中国量子信息科技呈迅速崛起之势 |
| 第九章 中国物理学院士计量分析的比较研究和趋势分析 |
| 9.1 各分支交叉学科间物理学院士基本情况的比较研究 |
| 9.1.1 一些新兴研究领域物理学院士年轻化趋势明显 |
| 9.1.2 21世纪以来本土培养的物理学院士占比一半以上 |
| 9.1.3 女性物理学院士在实验物理领域分布较多 |
| 9.2 中国物理学院士研究领域的发展趋势分析 |
| 9.2.1 各分支交叉学科内的横向发展趋势分析 |
| 9.2.2 各分支交叉学科的纵向年代发展趋势分析 |
| 9.3 中国物理学院士代际演化的趋势分析 |
| 9.3.1 第一代物理学院士初步完成了中国物理学的建制 |
| 9.3.2 第二代物理学院士完成了中国物理学主要分支学科的奠基 |
| 9.3.3 第三代物理学院士在国防科技和物理学科拓展中有着突出贡献 |
| 9.3.4 第四代物理学院士在推进物理学深入发展方面贡献较大 |
| 9.3.5 新一代物理学院士科技成果的国际影响力显着增强 |
| 第十章 中国物理学院士的群体结构特征和发展趋势特征 |
| 10.1 中国物理学院士的群体结构特征 |
| 10.1.1 整体老龄化问题严重,但年轻化趋向较为明显 |
| 10.1.2 整体学历水平较高,本土培养物理学精英的能力增强 |
| 10.1.3 女性物理学院士占比较低,但科技贡献突出 |
| 10.1.4 空间结构“集聚性”较强,但近些年“集聚性”逐渐被打破 |
| 10.2 中国物理学院士研究领域发展的趋势特征 |
| 10.2.1 物理学科中交叉性较强的研究领域具有极大的发展潜力 |
| 10.2.2 物理学科中应用性较强的研究领域产业化趋势明显 |
| 10.2.3 当代物理学的发展与科研实验设施的关系越发紧密 |
| 10.3 中国物理学院士代际演化的趋势特征 |
| 10.3.1 新中国成立初期国家需求导向下的相关物理学科迅猛发展 |
| 10.3.2 20世纪80 年代以来院士研究兴趣与国家支持政策相得益彰 |
| 10.3.3 21世纪以来院士个体对学科发展的主导作用越来越大 |
| 第十一章 中国物理学院士群体的成长路径 |
| 11.1 影响中国物理学院士成长的宏观要素 |
| 11.1.1 社会时代发展大背景的影响一直存在 |
| 11.1.2 国家发展战略需求导向要素有所减弱 |
| 11.1.3 国家科技管理制度的要素影响有所增强 |
| 11.1.4 中国传统文化对物理学院士潜移默化的影响 |
| 11.2 影响中国物理学院士成长的中观要素 |
| 11.2.1 物理学学科前沿发展需求的导向要素显着增强 |
| 11.2.2 空间结构“集聚性”的影响逐渐在减弱 |
| 11.2.3 师承关系的影响主要体现于学科延承方面 |
| 11.3 影响中国物理学院士成长的微观要素 |
| 11.3.1 性别差异对物理学家社会分层的影响很弱 |
| 11.3.2 年龄要素对物理学院士成长具有一定的影响 |
| 11.3.3 个人研究兴趣对物理学院士的成长影响增强 |
| 11.4 结语与展望 |
| 附录 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方式 |
（5）相对论重离子碰撞中大横动量粒子的产生（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 相对论重离子碰撞简介 |
| 1.2 相对论重离子碰撞的时空演化 |
| 1.3 喷注层析以及标记整体喷注研究 |
| 1.4 重离子碰撞中的蒙特卡洛模拟 |
| 1.5 本文提纲 |
| 第二章 质子质子碰撞中大横动量粒子的产生 |
| 2.1 微扰QCD理论框架下领头和次领头阶部分子散射截面的计算 |
| 2.2 ω和K_s介子的NLO真空碎裂函数参数化 |
| 2.3 质子质子碰撞中大横动量ω和K_s介子的产生 |
| 2.4 质子质子碰撞中大横动量隔离光子及其标记整体喷注的产生 |
| 2.5 隔离截断对于微扰QCD理论适用性影响分析 |
| 2.6 整体喷注重建算法 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 重离子碰撞中大横动量单举强子的产生和喷注淬火效应研究 |
| 3.1 Glauber模型和碰撞核几何 |
| 3.2 高扭度方法与碎裂函数的核修正 |
| 3.3 重离子碰撞中热密介质的流体力学演化 |
| 3.4 热密介质修正的ω和K_s介子谱压低数值结果分析 |
| 3.5 基于多种类介子谱压低提取核输运参数 |
| 3.6 重离子碰撞中喷注淬火效应下重子与介子产额比奇异性研究 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 大横动量隔离光子及标记整体喷注的核修正研究 |
| 4.1 部分子分布函数与冷核物质效应 |
| 4.2 冷核物质效应对隔离光子及标记整体喷注产生的影响 |
| 4.3 多种nPDFs参数化形式对p+A碰撞中隔离光子标记的喷注产生的比较与分析 |
| 4.4 介质修正的隔离光子标记整体喷注的产生和数值研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 高能重离子碰撞中的蒙特卡洛事例产生器 |
| 5.1 蒙特卡洛方法及其在高能核物理中的应用 |
| 5.2 蒙特卡洛方法事例产生器在核子核子以及重离子碰撞中的应用 |
| 5.3 HIJING++的发展与应用 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 附录: 破碎SU(3)模型输入参量 |
| 参考文献 |
| 发表论文和已完成工作情况 |
| 致谢 |
（6）基于异构架构的蒙卡并行算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 蒙特卡罗方法 |
| 1.1.2 异构并行计算 |
| 1.1.3 神威·太湖之光 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 蒙卡方法异构并行研究现状 |
| 1.2.2 神威·太湖之光平台研究现状 |
| 1.3 课题研究内容 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第2章 蒙卡并行算法研究 |
| 2.1 RMC主要数据结构分析 |
| 2.1.1 几何模块 |
| 2.1.2 材料和ACE模块 |
| 2.1.3 统计模块 |
| 2.1.4 随机数发生器模块 |
| 2.1.5 粒子状态模块 |
| 2.2 通用优化方法 |
| 2.2.1 后缀表达式 |
| 2.2.2 静态数组与指针寻址 |
| 2.3 基于Pthreads的分层并行算法 |
| 2.3.1 进程与线程 |
| 2.3.2 Pthreads与OpenMP |
| 2.3.3 使用Pthreads实现线程级并行 |
| 2.4 正确性验证与效率测试 |
| 2.4.1 正确性验证 |
| 2.4.2 效率测试 |
| 2.4.3 计算效率对比 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 RMC在神威·太湖之光上的实现 |
| 3.1 移植过程中存在的困难 |
| 3.1.1 RMC实现面临的困难 |
| 3.1.2 申威处理器芯片级优化面临的困难 |
| 3.1.3 神威·太湖之光系统级优化面临的困难 |
| 3.2 临界计算模块的移植 |
| 3.3 正确性验证和并行效率测试 |
| 3.3.1 正确性验证 |
| 3.3.2 并行效率测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 RMC在神威·太湖之光上的优化 |
| 4.1 基准性能测试 |
| 4.2 从核访存优化 |
| 4.3 硬件特性优化 |
| 4.3.1 手动SIMD向量化 |
| 4.3.2 寄存器通信优化 |
| 4.4 并行模式优化 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 课题总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）LBM多相流大规模异构协同众核并行算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 计算流体力学简介 |
| 1.1.2 高性能计算机简介 |
| 1.1.3 CFD并行计算方法 |
| 1.1.4 并行编程模型 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 LBM并行计算研究现状 |
| 1.2.2 OpenMP加速器编程模型研究现状 |
| 1.2.3 Python高性能程序研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 论文结构 |
| 第二章 LBM多相流应用及其并行算法设计 |
| 2.1 LBM多相流方法和实现流程 |
| 2.1.1 格子BGK模型 |
| 2.1.2 Shan-Chen模型 |
| 2.1.3 边界条件 |
| 2.1.4 实现流程 |
| 2.2 异构众核协同并行算法设计 |
| 2.2.1 异构协同区域分解 |
| 2.2.2 通信机制 |
| 2.2.3 异构负载均衡 |
| 2.2.4 异构计算通信重叠 |
| 2.3 LBM算法层优化 |
| 2.3.1 边界反弹格式优化 |
| 2.4 本章小节 |
| 第三章 基于OpenMP4.5的LBM多相流异构并行模拟 |
| 3.1 天河二号 |
| 3.2 MIC编程 |
| 3.2.1 CPU+MIC应用模式 |
| 3.2.2 MIC编程模型 |
| 3.3 LBM应用性能分析 |
| 3.4 LBM多相流异构模拟实现 |
| 3.4.1 串行优化 |
| 3.4.2 OpenMP线程并行 |
| 3.4.3 MPI并行 |
| 3.4.4 基于OpenMP的异构协同并行 |
| 3.4.5 向量化并行 |
| 3.5 测试结果及分析 |
| 3.5.1 实验配置 |
| 3.5.2 节点内性能 |
| 3.5.3 大规模并行测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于Python的大规模高性能LBM多相流模拟 |
| 4.1 Python高性能计算 |
| 4.2 Python实现与性能优化方法 |
| 4.2.1 流场数据结构和计算内核实现 |
| 4.2.2 串行性能优化 |
| 4.3 大规模并行计算优化 |
| 4.4 测试结果分析 |
| 4.4.1 实验配置 |
| 4.4.2 测试结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（10）消息传递并行燃耗程序MCBMPI的栅元验证（论文提纲范文）
| 1 程序原理 |
| 1.1 区域分解策略 |
| 1.2 燃耗并行存储策略 |
| 1.3 单群截面的生成 |
| 2 程序验证 |
| 2.1 OECD/NEA压水堆栅元基准题 |
| 2.2 验证结果及分析 |
| 3 加速比与并行效率 |
| 4 小结 |
四、网络并行计算在核物理计算中的应用研究（论文参考文献）
- [1]超算典型应用优化技术研究与实践[D]. 王迪. 兰州大学, 2021(09)
- [2]基于蒙特卡罗粒子输运-燃耗耦合的研究堆燃料管理方法研究[D]. 杨万奎. 中国工程物理研究院, 2020(01)
- [3]高离化态离子电偶极辐射跃迁过程的理论研究[D]. 武晨晟. 清华大学, 2019(01)
- [4]中国物理学院士群体计量研究[D]. 刘欣. 山西大学, 2019(01)
- [5]相对论重离子碰撞中大横动量粒子的产生[D]. 马国扬. 华中师范大学, 2019(01)
- [6]基于异构架构的蒙卡并行算法研究[D]. 叶鑫. 清华大学, 2018(04)
- [7]LBM多相流大规模异构协同众核并行算法研究[D]. 王曦. 国防科技大学, 2018(02)
- [8]中子输运Sn算法及其应用[J]. 阳述林,魏军侠,洪振英,刘会坡. 中国科学:信息科学, 2016(10)
- [9]消息传递并行燃耗程序MCBMPI的栅元验证[A]. 杨万奎,刘耀光,马纪敏,杨鑫,王冠博,佘顶. 北京核学会第十届（2014年）核应用技术学术交流会论文集, 2014
- [10]消息传递并行燃耗程序MCBMPI的栅元验证[J]. 杨万奎,刘耀光,马纪敏,杨鑫,王冠博,佘顶. 原子能科学技术, 2014(S1)