HPC China 2012:大规模并行可视化交互环境

2012年10月29日-31日,由中国计算机学会主办的 “2012年全国高性能计算学术年会”(HPC China 2012)在湖南省张家界阳光酒店召开。本届盛会围绕着高性能计算技术的研究进展与发展趋势、高性能计算的重大应用等主题展开,促进信息化与工业化的深度 融合,为相关领域的学者提供交流合作、发布最前沿科研成果的平台,推动中国高性能计算的发展。

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在第三天的高性能计算大会下午的分论坛上,来自国防科技大学的同学介绍了关于“大规模数据并行可视化与交互环境”的相关内容。随着科技的发展,计算机的运算速度呈现惊人的增长,这样的计算速度使得一些大规模计算成为可能,以计算流体力学大规模数据模拟为例,广泛应用于航空航天设备研制、汽车制造、城市规模等领域的CFD数值模拟需要大量的计算,并成为超级计算机的重要应用领域之一。

国防科技大学的学生

在国际上众多的超级计算机都配置和构建了响应的并行可视化环境,其中具有代表性的BlueGene和Gray超级计算机基于开源的ParaView和Visit并行可视化软件平台构建了各自的可视化和交互环境,K computer配置了自主开发的并行可视化工具。

Visit以及Paraview作为基于VTK开发的通用可视化和交互软件平台,具有开源、跨平台、良好的并行处理能力和可扩展性等特点。

在硬件环境上的配置方法

硬件环境构建图

 并行可视化服务器包括24个节点,服务节点型号为ESC 4000,每个节点包括双路6核CPU,96GB DDR3内存,双路M2050/Quadro 5000/6000显卡,操作系统为win7和RHEL5.5.互联网通信网络采用Mellanox InfiniBand IBQDR/10GigE。

软件环境

菜单交互

三维交互

 

功能验证问题,首先,利用典型的CFD模拟数据验证CPVE的功能的实用性,如图,从左至右,从上至下分别为:利用三角翼物面数据验证面绘制以及颜色映射。利用返回藏数据验证切面功能,利用与周围流场数据验证等直面功能;利用顿锥数据验证体会之功能;利用双三角翼数据验证纹理功能;;利用简化的三角翼数据验证流线以及多视图功能。

 

大规模数据后处理

在基于天河-1A超级计算机构建的面向CFD的大规模数据并行可视化与交互环境,包括硬件结构以及软件结构。从面向CFD的菜单交互和新型的三维交互说明了本环境的特有属性。通过不同规模与类型的数据可视化验证了本环境的高效性和实用性。下一步将研究开发新的纹理平流可视化算法基于聚类的交互可视化方法以及面向大规模计算的本位可视化技术。