Computational Science

Fragen und Antworten für Wissenschaftler, die Computer verwenden, um wissenschaftliche Probleme zu lösen

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Nachteile gängiger Diskretisierungsschemata für CFD-Simulationen
Neulich fehlte mein Instruktor für rechnergestützte Strömungsmechanik und er sandte seinen Doktoranden als Ersatz für ihn ein. In seiner Vorlesung schien er auf einige Nachteile hinzuweisen, die mit verschiedenen Diskretisierungsschemata für Strömungssimulationen verbunden waren: Finite-Differenz-Methode: Es ist schwierig, die Konservierung zu befriedigen und sich für unregelmäßige Geometrien zu bewerben Finite-Volumen-Methode: …
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Wie kann die numerische Nichtassoziativität für die parallele Reduktion angegangen werden?
Eine parallele Reduktion setzt voraus, dass die entsprechende Operation assoziativ ist. Diese Annahme wird beim Hinzufügen von Gleitkommazahlen verletzt. Sie könnten fragen, warum mir das wichtig ist. Nun, es macht die Ergebnisse weniger reproduzierbar. Und es wird schlimmer, wenn simuliertes Tempern verwendet wird, um Subroutinen zu optimieren (oder Parameter anzupassen), …
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Finden eines globalen Minimums einer glatten, begrenzten, nicht konvexen 2D-Funktion, deren Auswertung kostspielig ist
Ich habe eine beschränkte nicht-konvexe 2-D-Funktion, für die ich das Minimum finden möchte. Die Funktion ist ziemlich flüssig. Die Bewertung ist kostspielig. Ein akzeptabler Fehler beträgt ungefähr 3% der Funktionsdomäne in jeder Achse. Ich habe versucht, die Implementierung des DIRECT-Algorithmus in der NLOPT-Bibliothek auszuführen, aber es ergab sich keine wesentliche …
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Inwieweit ist die generische und Metaprogrammierung mit C ++ - Vorlagen in der Computerwissenschaft nützlich?
Die C ++ - Sprache bietet allgemeine Programmierung und Metaprogrammierung über Vorlagen. Diese Techniken haben ihren Weg in viele große wissenschaftliche Computerpakete (z. B. MPQC , LAMMPS , CGAL , Trilinos ) gefunden. Aber was haben sie tatsächlich dazu beigetragen, dass das wissenschaftliche Rechnen einen Wert hat, der über nicht …
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Best Practices für die Zuordnung / Initialisierung von portablem Multicore- / NUMA-Speicher
Wenn in Umgebungen mit gemeinsam genutztem Speicher (z. B. Threading über OpenMP, Pthreads oder TBB) Berechnungen mit begrenzter Speicherbandbreite durchgeführt werden, besteht ein Dilemma dahingehend, wie sichergestellt werden kann, dass der Speicher korrekt auf den physischen Speicher verteilt wird, sodass jeder Thread hauptsächlich auf einen Speicher zugreift "lokaler" Speicherbus. Obwohl …
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Ergebnisdatenbanken für numerische Codes
In der Literatur zu numerischen Methoden bestehen viele Forschungsarbeiten aus der Beschreibung einer neuen algorithmischen Variation, gefolgt von einigen Testproblemen, die die neue Methode mit einer oder zwei vorhandenen Methoden vergleichen. Dies macht es schwierig zu bestimmen Wie würde sich die neue Methode auf andere interessante Probleme auswirken? Wie würde …
17 pde  testing 
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Welche Bibliotheken unterstützen Multigrid auf hohem Niveau?
Ich plane, mit Multigrid einige Eigenwerte und Vektoren zu berechnen, und mir ist aufgefallen, dass PETSc Multigrid auf hohem Niveau unterstützt. Die PETSc-Dokumentation besagt, dass dieser Teil von PETSc nicht verwendet werden sollte, da er bald ersetzt wird. Welche anderen Bibliotheken unterstützen Multigrid auf hohem Niveau, und wie bald wird …
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Die Definition eines steifen ODE-Systems
Betrachten Sie ein IVP für das ODE-System , y ( x 0 ) = y 0 . Am häufigsten wird dieses Problem als steif angesehen, wenn die Jacobi-Matrix ∂ f isty′= f( x , y)y′=f(x,y)y'=f(x,y)y( x0) = y0y(x0)=y0y(x_0)=y_0hatsowohlEigenwerte mit sehr großem negativen Realteil als auch Eigenwerte mit sehr kleinem negativen …
17 ode  stiffness 
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Stand von Mac OS in Scientific Computing und HPC
In den Anfängen von OS X schien es zumindest in der Mac-Welt (ich war zu dieser Zeit noch weit entfernt vom wissenschaftlichen Rechnen) viel Trubel um Mac OS als Plattform für wissenschaftliches Rechnen und HPC-Anwendungen zu geben. XGrid war sofort einsatzbereit, Virginia Tech hatte ein ausgefallenes Mac-basiertes Computer-Cluster, Stanford machte …
17 software  hpc 
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Desktop-Software mit HPC-Ressourcen für das Knacken von Back-End-Nummern
Unsere Arbeitsgruppe erstellt eine Desktop-Anwendung, die die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden simuliert. Es ist eine .NET-Anwendung, und wenn der Benutzer viele Simulationen ausführt, kann dies recht zeitaufwändig sein. Die Simulationen sind vollständig parallelisierbar, und wir verfügen über einige sehr wichtige HPC- Rechenressourcen im "Büro". Eine Idee, die wir hatten, ist es, …
17 hpc  partitioning 
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Gibt es einen guten, benutzerfreundlichen und hochwertigen Open-Source-CFD-Solver?
Meine Dissertation beschäftigt sich mit der Entwicklung numerischer Methoden zur Modellreduktion in der Verbrennung. Ich verwende meine Methoden ausschließlich für den chemischen Teil von Verbrennungssimulationen und habe viele Fallstudien für 0-D-Simulationen (keine Strömung). Was ich möchte, ist, Simulationen auszuführen, in denen ein Fluss vorliegt, vorzugsweise 2-D- oder 3-D-Simulationen. Diese Simulationen …
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Welche Programmierstrategien kann ich zum einfachen Ändern von Algorithmusparametern verwenden?
Die Entwicklung wissenschaftlicher Algorithmen ist ein sehr iterativer Prozess, bei dem häufig viele Parameter geändert werden, die ich entweder im Rahmen meines experimentellen Designs oder im Rahmen der Optimierung der Algorithmusleistung ändern möchte. Welche Strategien kann ich verwenden, um diese Parameter so zu strukturieren, dass ich sie zwischen den Iterationen …
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Wie bestimmt man die Punktgruppe eines Moleküls?
Sie haben es endlich geschafft, herauszufinden, wie die Atome auf Ihrer neu entdeckten molekularen Einheit räumlich angeordnet sind. Mit spektroskopischen Mitteln haben Sie jetzt eine Reihe von Atomkoordinaten, Atomtypen, Bindungslängen, Bindungstypen und so weiter für Ihr Molekül. Sie möchten nun die Punktgruppe (Symmetriegruppe) Ihres Moleküls bestimmen. Für einfache Moleküle wie …
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