[发明专利]一种基于进程并行的流线可视化并行加速方法

权利要求书

1.一种基于进程并行的流线可视化并行加速方法，其特征在于包括如下具体操作步骤：

步骤1，流场网格点划分阶段，通过KD树将由流场网格点组成的大规模数据块进行划分，将划分后的叶节点和内部节点信息进行存储；

步骤2，按照步骤1得到大规模数据块划分后的若干个小数据块，再通过多个进程并行读取流场网格点数据；

流场网格点数据全部读取完成之后，再将数据汇总；

步骤3，按系统设置的进程数，均匀分配数据块；

步骤4，为每一个数据块设置ID，并对应各自的进程号P_i；

每个进程计算各自管理的数据块的边界值，全部计算完之后，将边界值汇总到0号进程；

0号进程将边界信息发送给其它进程；

步骤5，积分计算阶段，通过设定的积分步数，对积分任务量在进程间再分配；

步骤5.1，在流线积分初始化阶段，首先采用均匀布种方式，使每个进程的初始任务量相同；

其次，为每个种子点设置对应进程内序号；

步骤5.2，为所有进程设置一个统一的积分步数；

步骤5.3，当所有进程都达到该积分步数时，重新对积分任务量进行分配；

当种子点到达临界点或超出数据块边界，则为到达积分终点，减少该进程积分任务；

当种子点运动到进程中的其它数据块上，直接访问即可，不改变任务量；

当种子点运动到其他进程中的数据块时，将该种子点的坐标信息通过0号进程汇总，并传递给越界后的数据块对应进程，原进程任务量减少，越界后的数据块对应的进程任务量增加，总任务量不改变；

步骤6，再分配完成后，开始下一轮积分计算，直到所有积分计算完成为止；

步骤7，将计算结果可视化，显示流场中粒子的运动轨迹。

2.根据权利要求1所述的一种基于进程并行的流线可视化并行加速方法，其特征在于：步骤1具体包括：

步骤1.1，由流场网格点构成数据集，为数据集的每个流场网格点建立索引，并统计流场网格点数量；

步骤1.2，读取流场网格点坐标数据，按坐标的维度拆分坐标信息，并存储；

步骤1.3，按照每个维度的数值信息排序；

步骤1.4，确定KD树的最大划分层级；

步骤1.5，按x、y、z轴的顺序，循环进行层级划分；

步骤1.6，存储划分后的叶节点和内部节点信息。

3.根据权利要求2所述的一种基于进程并行的流线可视化并行加速方法，其特征在于：步骤1.2中所述维度是x、y、z三个维度。

4.根据权利要求2所述的一种基于进程并行的流线可视化并行加速方法，其特征在于：步骤1.4中所述最大划分层级maxLevel＝log₂(N+1)，其中N为流场网格点的个数。

5.根据权利要求4所述的一种基于进程并行的流线可视化并行加速方法，其特征在于：步骤1.5中所述划分的层级必须小于最大划分层级maxLevel的值。

6.根据权利要求2所述的一种基于进程并行的流线可视化并行加速方法，其特征在于：步骤1.5中当划分后得到的子区域为进程数一定的倍数时，停止划分。

7.根据权利要求1所述的一种基于进程并行的流线可视化并行加速方法，其特征在于：步骤2中所述流场网格点数据包括网格点坐标、网格点所属网格的几何信息以及网格点连接信息。

8.根据权利要求1所述的一种基于进程并行的流线可视化并行加速方法，其特征在于：在步骤3中相邻的数据块分配给同一个进程。