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高维湍流数据压缩的高效方法。 (英语) Zbl 07508396号

概要:未来的高性能计算,特别是未来的Exascale计算机,可能会发现内存容量和带宽无法与生成的数据保持同步,例如大规模并行偏微分方程(PDE)系统。目前为解决这一瓶颈而提出的战略需要省略大部分数据,并纳入就地压缩算法以避免过度使用内存。为了确保后处理操作成功,必须以存储足够准确的解决方案表示的方式进行。此外,如果输入/输出系统成为分析、可视化等的瓶颈,或者PDE解算器的执行成本很高,则必须将数据传递的次数降至最低。为了解决这个问题,这项工作重点关注高效、可并行、低秩矩阵分解方法在从湍流压缩高维模拟数据中的应用。特别强调使用数据的粗略表示(与PDE离散化网格兼容)来加速低阶因子分解的构建。这包括提出一种新的单程矩阵分解算法,用于计算所谓的插值分解。对这些方法进行了广泛的描述,并对两个湍流通道的流动数据进行了数值实验。在第一(空载)通道流量情况下,在保持一阶和二阶流量统计的准确性的同时,实现了超过400的压缩因子。在无粒子的情况下,压缩因子达到100,压缩数据用于恢复粒子速度。这些结果表明,这些压缩方法可以有效计算载流子和分散相中的各种相关量。

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