计算机工程与科学

作者：肖调杰, 周峰, 郑翾宇, 刘剑, 陈琳, 刘杰, 易明宽, 陈旭光, 龚春叶, 杨博, 甘新标, 李胜国, 左克,

单位：（1.国防科技大学计算机学院，湖南 长沙 410073；2.国防科技大学高端装备数字化软件实验室，湖南 长沙 410073；3.东华理工大学地球物理与测控技术学院，江西 南昌 330013；4.国家超级计算天津中心,天津 300457）

关键词：电磁法,频率域,积分方程法,并行算法,高性能计算,

基金：国家自然科学基金(42104078，42004061)；高性能国家重点实验室基金(202101-01)

地电磁学频率域电磁法在地球深部结构探测、油气勘查、环境与工程勘探等领域有着广泛的应用，其数值模拟的精度、速度直接影响资料解释结果。然而，当前频率域电磁三维数值模拟存在着求解精度差、计算时间长、计算规模受限等问题。采用积分方程法和直接解法提高求解精度，采用多层级多粒度混合并行、分布式存储等技术，大幅减少计算时间，扩大计算规模。实现了一种频点间并行、阻抗矩阵并行填充、方程组并行直接求解的快速、高精度、高可扩展性的频率域电磁三维数值模拟。首先，详细介绍了积分方程法理论和并行实现方案。然后，选取典型案例，通过与前人计算结果进行对比验证了程序的正确性。最后，针对1个16频点、16 × 12495个未知量、861个观测点的大规模算例进行了可扩展性测试，相比于1个节点32个进程，当计算规模达到256个节点8 192个进程时，加速比为69.69，并行效率为27.22%。此大规模并行算法适用于大地电磁和可控源音频大地电磁积分方程法。

来源：2023年第11期

《计算机工程与科学》期刊编辑部

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