高性能计算软件
高性能计算系统(HPC)软件实施方案

2:高性能计算平台——分系统组成
高性能计算平台——仿真计算分系统
双路计算服务器、双路GPU计算服务器、16路胖节点计算服务器组成。
硬件组成
软件配置
CAE高性能计算软件由于其计算方式的不同,对CPU、内存、IO等的要求也不同,具体分为三大类:IO密集型,通讯密集型和支持GPU加速类型。
考虑因素
应用软件兼容性Linux和Windows的互兼容性CPU兼容性厂家对操作系统的支持时间
操作系统
安装方式
Windows
图形服务器本地硬盘配置一块系统盘,全部空间都分配给c:盘。安装过程中选择带“图形界面的Windows Server”。
Linux
2路服务器本地配置一块系统盘。16路服务器本地多块配置一块系统盘。操作系统安装过程中选择“Desktop User”模式,安装完成后配置Yum,Yum源放置到/apps/rhel68下面,方便后续随时增减安装包。配置PAM动态认证插件,实现动态SSH配置,提升系统安全性。每台机器需要配置IB驱动和并行运行环境,保证并行计算可以通过IB口进行通信。并行运行环境需要配置MPICH、Open MPI和Intel MPI几种,并优先使用Intel MPI。
/opt/xcat
-
集群管理软件
/apps/<appname>
C:\(本地盘)
应用软件安装位置
计算数据区
/data
/data/<密级>/<user>
S:\(映射盘)
用户计算作业临时存储空间,不同密级的任务数据文件分开
存储规划
3:项目实施——集群时钟同步
高性能计算平台abaqus使用文档

高性能计算平台abaqus使用文档
1、作业系统---》提交作业---》通用提交方式
参数说明:
作业名:自定义即可
队列:必须选择abaqus(因选其他队列而影响到其他人的作业计算,被发现后将做停用帐号一周触发)
作业提交方式:
选择下方的《需要运行的命令》选框:
贴入命令如下:
/software/abaqus/Commands/abaqus job=circuit.inp cpus=16 int
其中circuit.inp替换为自己的inp文件,其他不能修改
工作目录:
选择inp文件所在目录,一般一个作业定义一个文件夹。
ftp默认目录为/home/帐号名称/workspace文件夹,子文件夹可自行新建
点开高级参数:
勾选节点项,节点数必须为1,核数/节点必须为16
以上设置正确无误后点击提交作业即可。
请注意:
由于license只有32核并行,所以abaqus队列中只有有两个作业同时计算,所以大家需要严格按照上述文档说明填写参数:1、队列必须为abaqus;2、命令行中除inp文件名替换为自己的文件名,其它都不可变更;节点选择界面只能填1和16;4、工作目录必须选择到inp文件所在目录;注意命令行中参数之间有空格;5、正常提交后,处于排队的作业等待即可,排队有可能是硬件资源排队,也可能是软件license排队。
资源满足运行条件后会自动开始计算。
常用功能计算软件

常用功能计算软件1. MATLAB(The MathWorks)MATLAB是一种强大的数值计算和科学工程计算软件,广泛应用于科学计算领域。
它具有丰富的数值计算、绘图和数据处理功能,可以进行矩阵运算、信号处理、图像处理等多种科学计算工作。
MATLAB还提供了大量的工具箱,如控制系统设计与分析工具箱、神经网络工具箱、图像处理工具箱等,方便用户进行更加专业和复杂的计算。
2. Mathematica(Wolfram Research)Mathematica是一款功能强大的数学软件,被广泛用于数学、物理、化学、生物学等多个学科的研究和教学中。
它提供了丰富的数学函数和符号计算能力,可以进行精确计算、数值计算、统计分析等各种数学运算。
同时,Mathematica还具有强大的绘图功能,可以绘制高质量的二维和三维图形。
3. Origin(OriginLab)Origin是一种用于数据分析和绘图的软件,被广泛应用于工程领域和科学研究中。
它提供了丰富的数据处理和统计分析功能,包括数据拟合、曲线拟合、统计检验等多种功能。
Origin还具有强大的绘图工具,支持二维和三维图形的绘制和定制,可以生成高质量的科学图表。
4. COMSOL Multiphysics(COMSOL)COMSOL Multiphysics是一种基于有限元方法的多物理场仿真软件,被广泛应用于科学和工程计算中。
它可以模拟和求解多个物理场的相互作用问题,如结构力学、电磁场、热传导等。
COMSOL Multiphysics提供了丰富的物理场模型和求解器,用户可以根据自己的需求进行模型的建立和仿真计算。
5.ANSYS(ANSYS)ANSYS是一款广泛应用于工程计算和结构分析中的有限元分析软件。
它可以对各种结构进行静态和动态的力学分析,包括线弹性分析、非线性分析、疲劳分析等。
ANSYS还支持多物理场耦合分析,如流固耦合、热固耦合等。
它提供了强大的建模和后处理功能,用户可以方便地进行模型的建立和结果的分析。
计算机数学软件Maple概述

控制系统分析与设计
系统建模
Maple可用于建立控制系统的数学模型,包括传递函数、状态 空间表示和频率响应等。它支持控制系统的时域和频域分析。
稳定性分析
Maple提供了多种稳定性分析方法,如劳斯判据、奈奎斯特图和根轨 迹等。它可用于评估控制系统的稳定性,并指导控制器的设计。
控制器设计
Maple支持多种控制器设计方法,如PID控制、最优控制和鲁棒控制等。 它可以帮助工程师设计高效且稳定的控制系统,以满足不同的工程需求。
控制结构
Maple提供条件语句(如if-else)、 循环语句(如for、while)等控制结 构,用于实现复杂的逻辑功能。
函数定义与调用
用户可以自定义函数,并在程序中调 用这些函数。函数可以接受参数,并 返回计算结果。
03
Maple在数学计算中的应用
符号计算
代数运算
Maple可以进行各种代数运算,如多项式运算、因式分解、求根 等。
方面更具优势。此外,Maple的编程语言相对更简单易用。
03
与Python的比较
Python是一种通用编程语言,通过安装额外的库(如NumPy、SciPy
等)可以实现数学计算功能。然而,与Maple相比,Python在符号计
算和图形可视化方面功能相对较弱。
02
Maple基础知识
Maple的界面Maple与MATLAB之间的数据交换和算 法调用。
与其他科学计算软件的接口
如与Mathematica、SageMath等软件的互 操作性。
Maple在科研与教学中的应用案例
数学研究
用于解决复杂数学问题,如微分方程求解、符号积分等。
物理工程
在物理模拟、工程设计等领域进行数学建模和仿真。
HyperScale产品介绍

4 2013 LENOVO INTERNAL. ALL RIGHTS RESERVED.
高密度 单路 2U4节点 双路 2U4节点
整机柜服务器
整机柜服务器
整机柜服务器 冷存储节点
应用类别 典型应用 硬件需求
Web
Cache DB 虚拟化 分布式存 储计算 冷存储
Apache+P HP Nginx+PH P
RD540 (Customized) RD350X (Cannonball)
Key Features:
RD350x: 1U2P Intel 2P HSW Grantley platform with 8x2.5” HDD & 16 memory slots (1TB Max)
RD440X RD450X (Colossus)
RD640 (12 3.5 HDD)
Key Features:
RD450x: 1U2P Intel 2P HSW Grantley platform with 16x2.5” HDD & 16 memory slots (1TB Max)
RD640: 1U2P Intel 2x EP Ivy Bridge platform with 16x2.5” HDD & 20 memory slots (320GB Max)
高网络并发能 力低延迟; 高密度
Memcache 大内存容量;
d
高密度
Redis
MySQL
高存储IO响应
速度;
部件级定制
KVM Xen
HW虚拟化优化, 高HW容错要求
Hadoop
大数据存储下
的高速访问; 低HW容错要求
常用数学软件介绍Maple、Mathematica、Matlab、_MathCAD、_SAS、SPSS、LINDO、LINGO

世界上应用最广泛的专业统计软件。在国际学术界有 条不成文的规定,即在国际学术交流中,凡是用SPSS软 件完成的计算和统计分析,可以不必说明算法 。
和SAS相同,SPSS也由多个模块构成,在最新的11版 中,SPSS一共由十个模块组成,其中SPSS Base为基本 模块,其余九个模块分别用于完成某一方面的统计分析 功能,他们均需要挂接在Base上运行。除此之外, SPSS 11完全版还包括SPSS Smart Viewer和SPSS Report Writer两个软件,他们并未整合进来,但功能 上完全是SPSS的辅助软件。 SPSS最突出的特点就是操作界面极为友好,输出结果 美观漂亮(从国外的角度看),他使用Windows的窗口 方式展示各种管理和分析数据方法的功能,使用对话框 展示出各种功能选择项。 是非专业统计人员的首选统计软件。
Matlab的功能和特点
1.功能强大
(1) 运算功能强大
Matlab的数值运算要素不是单个数据,而是矩阵, 每个元素都可看作复数,运算包括加、减、乘、除、 函数运算等; 通过Matlab的符号工具箱,可以解决在数学、应用
科学和工程计算领域中常常遇到的符号计算问题。
(2) 功能丰富的工具箱
Matlab主要由主程序和功能各异的各种工具箱组成,其
主要特点是使用操作简单,输入格式与人们习惯的 数学书写格式很近似,采用所见即所得界面。 对于数值精度要求很严格的情形,或者是对于计算 方法有特殊要求的情况,MathCAD不适合。
四种软件的比较
如果同时要求计算精度、符号计算和编程的话,最好同
时使用Maple和Mathematica ,它们在符号处理方面各具
资金交易系统情况介绍

金融领域高性能计算商业软件首先先罗列一下国外有关金融方面的高性能并行计算方面的软件:一.Turbolinux 推出的一款并行计算工具— EnFuzion。
优势:在不购买新的工作站,也不需要租赁昂贵的巨型机情况下,能在很短的时间内调查更多的投资情况;在不需要改变任意一行代码的前提下,能够通过现有的大多数应用程序解决这个问题。
它通过在网络上寻找未充分使用的工作站,利用它们来加速投资任务分析和计算,有事实证明在一个廉价的20 台PC 的网络上运行EnFuzion,其性能超过一个价值500 000 美元的Unix 系统。
该软件能够做到:更快地得到评估结果;等数据的时间较少而挣钱的机会更多;查询更多的投资选择;强调完全测试文件;通过减少硬件产品来减少操作成本……EnFuzion推出不久就已经成功的运行在: JP Morgan、 AMP Assett Managementt、 Mottorolla、Rockeffellller Uniiversiitty、European Synchrottron Radiiattiion Faciilliitty、Monash Uniiveriisiitty……其中AMP是澳大利亚最大的保险和银行公司,EnFuzion充分利用AMP 公司在夜晚闲置的数百台Windows NT 工作站计算来自世界各地的市场数据,很快他们发现公司可以在一星期就完成以往需要100 天才能够完成的模型计算工作。
由此看出其在金融保险界有着不错的评价与使用。
二.Rogue Wave Hydra的产品套件rogue wave hydra 是一套分布式soa 框架,通过平衡能力或并行处理,不管是新的还是现存的企业应用都能在性能上得到巨大的改进。
作为基于服务组件构架(sca)方法配置高性能soa应用的第一个可用产品,rogue wave hydra 允许专业开发人员建立独立组件(服务)并将它们捆绑在强大的、敏捷的、分时管理的业务过程(复合服务)中。
MSC.Nastran高性能计算功能介绍

MSC.Nastran 名称介绍为了缩短MSC.Nastran 计算时间,MSC.Nastran 主要利用如下技术:1. MSC Nastran 共享内存并行计算,通过单机多CPU 并行计算技术,用来实现大模型的求解,缩短计算时间,提高分析效率;2. MSC Nastran ACMS 模块,即自动部件模态综合法,通过整车模型由一个整体矩阵剖分为多个子结构,单独计算每个子结构,后超单元技术,重新生成系统整体响应。
可以使用分析时间缩短为原来的四分之一或更低,计算频率阶数越多,该方法效率越高;3. MSC Nastran 分布式并行计算,与ACMS 模块结合,通过分布式并行计算技术将子结构分配到多台计算,用来实现大模型的求解,缩短计算时间,提高分析效率。
MSC Nastran Distributed Parallel (DMP)支持频率域,几何域,自由度域的划分方法,与ACMS 模块结合,大幅缩短计算时间。
MSC.Nastran 2013 HPC 计算配置提交计算时,使用MODE =i8内存无限制模式,充分利用硬件资源,加速计算,输入格式如下:修改相应目录下,Nastran配置文件,充分调用硬件资源进行计算, 路径为(根据个人电脑设置,该路径会不同):C:\MSC.Software\MSC_Nastran\20130\conf\NAST20130.rcf在该文件中添加或修改如下:BUFFSIZE=ESTIMATEPARALLEL=NPROC(例如4或8,32等,要确定有SMP模块)MEMORY=MAXMEMORYMAX=0.85*PHYSICAL(指计算机物理内存)MSC.Nastran 2013 HPC测试案例测试模型1,TRIM模型,节点数130万,单元数129万,自由度为750万,使用MSC.Nastran 的SMP和ACMS模块分别进行2次计算,二次计算总结如下表。
表1-1 750万模型测试备注:1、0~45Hz次计算时,使用硬盘为SCSI盘;0~75Hz使用硬盘为SSD固态硬盘,读写速度更快。
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h t t p : / /不支持并行
CAE仿真的生产效率和可靠性;使用模型柔变技术,快速实现产品改
www.mscsoftware.支持Win/Linux/
型;通过质量检查和管理,确保有限元模型的高质量;便捷的声学建
Unix系统
模;提供交互式的白车身内噪声建模工具;为用户提供一个功能强大
库,可以模拟典型工程材料的性能。作为通用的模拟工具,ABAQUS题、热传导、质量扩散、热电 除了能解决大量结构问题,还可以模拟其他工程领域的许多问题。耦合分析、声学分析、岩土力
ABAQUS有两个主求解器模块- ABAQUS/Standard和ABAQUS/学分析、压电解质分析、航 Explicit。ABAQUS还包含一个全面支持求解器的图形界面,即人机交空 、 汽 车 、 船 舶 、 土 木 、 电 互前后处理模块- ABAQUS/CAE。ABAQUS对某些特殊问题还提供了子、材料成型加工、石化 专用模块加以解决。ABAQUS/Standard是各种线性和非线性工程模拟 能够有效、精确、可靠地实现。ABAQUS/Explicit(显示积分)为模 拟广泛的动力学问题和准静态问题提供精确、强大和高效的有限元求
最佳组合,从而高效率地解决各个领域的复杂流动计算问题。主要的力、环境、石油、建筑、空调
软件模块有:Icepak专用的热控分析CFD软件;Airpak专用的供暖通风玻璃、搅拌 和空气调节软件;Mixsim是面向搅拌装置设计的专业流体分析软件; Blade Modeler是涡轮机械叶片设计软件;CoolSim是虚拟数据中心制 冷审核服务软件。
边界条件;支持设计优化
MSC
Patran和MSCnastran的软件集成包,专用于部件级设计的有限元分部件级设计的有限元分析 h t t p : / /
FEA
析。提供了静力分析、动力分析、热分析、非线性分析、优化设计、
www.mscsoftware.
转子动力学分析
MSC AFEA MSC Sofy ACTRAN
动弹性及颤动分析技术、独特的多级超单元技术,支持MSC Nastran
所有的分析类型、高效的分布式并行计算
MSC
零部件疲劳寿命分析。MSC Fatigue支持多种有限元软件的求解结果、空间站、飞机发动机、汽车、h t t p : / /不支持并行
Fatigue 自带大量的材料疲劳特性数据库、独特的随机振动条件下的疲劳寿铁 路 、 家 电 、 电 子 通 讯 、 舰www.mscsoftware.支持Win/Linux/
www.mscsoftware.支持Win/Linux/
密集成,实现机、液、电、控等多学科复杂系统的联合仿真;直观的
Unix系统
图形建模方法,直接通过控制元器件和物理元件建立系统仿真模型;
多种数值算法,强大的仿真分析能力、丰富的分析手段和卓越的求解
器;强大的代码生成能力,可以由图形化系统模型自动生成相应的
ADAMS 用;三维实体碰撞和冲击分析功能;独特的摩擦、间隙分析功能;大器、船舶、工程设备、重型机www.mscsoftware.支持Win/Linux/
型、超大型工程问题的求解能力;极好的解算稳定性,是唯一支持并械设备
Unix系统
行计算的机械系统动力学分析软件;是唯一支持系统参数化试验研
热分析、流体-结构耦合功能;以非线性动力分析为主,兼有静力分析材料设计;制造业 :冲压、锻
功能(如动力分析前的预应力计算和薄板冲压成型后的回弹计算)。造、铸造、切割;市政工程:
在工程应用领域被广泛认可为最佳的分析软件包,与实验的无数次对地震安全、混凝土结构、爆破
比证实了其计算的可靠性,开创了显式算法的先河,被公认为显式算拆除、公路桥梁设计;国防:
命、独特的旋转车轮的疲劳分析、具有重设计循环能力,进行真是载船 、 石 油 化 工 、 内 燃 机 、 核
Unix系统
荷 工 况 仿 真 、 支 持 M S C N a s t r a n 所 有 的 C W E L D 选 项 A L I G N ,能、电站设备、机械制造
GRIDID,ELEMID,支持XDB和.OP2文件
ABAQUS等是一套功能强大的工程模拟的有限元软件,其解决问题的属、橡胶、高分子材料、复合.c支持并行 范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。ABAQUS包括材料、钢筋混凝土、可压缩超n 一个丰富的、可模拟任意几何形状的单元库。并拥有各种类型的材料弹性泡沫材料及土壤和岩石问
型;还拥有诸如气蚀、凝固、沸腾、多孔介质、相间传质、非牛顿
流、喷雾干燥、动静干涉、真实气体等大批复杂现象的实用模型。
CFX的前处理模块ICEM CFD是一个高度智能化的、为专业CFD分析 软件提供高质量网格的软件,具有两大特点:先进的网格剖分技术和
一劳永逸的CAD模型处理工具
LS-DYNA LS-DYNA 是世界上最著名的通用显式动力分析程序,能够模拟真实汽车工业: 碰撞分析、气囊设 支持并行
究,优化分析的机械系统动力学分析软件;独特的振动分析功能,能
分析机构任意运动状态的下系统振动性能;提供多学科软件接口
MSC
多学科系统控制仿真。强大的控制系统仿真分析能力;丰富的多学科航空航天、汽车、船舶、工程h t t p : / /不支持并行
Easy5
专业应用库,方便建立多种学科领域的系统模型;与各种工程软件紧设备、重型机械设备
型的可视化和全面检查;全集成的内嵌式亚音速/超音速气动计算求解
Unix系统
器可精确计算复杂几何体上的压力分布;正对称,反对称,非对称机
动;提供与用户自编的飞行控制软件的通用接口;生成刚体及六自由
度的气动弹性力和力矩;在所限定的条件下计算分布的气弹载荷和位
移以及自由飞行状态和伺机精确机动;支持多种重量条件(140多种材料动态模型)和接碰撞、坠毁、冲击爆炸及动态 产 品 , 可 以 集 成
触非线性(50多种)程序。它以Lagrange算法为主,兼有ALE和Euler载荷、火箭级间分离模拟分 到ansys环境中
算法;以显式求解为主,兼有隐式求解功能;以结构分析为主,兼有析、宇宙垃圾碰撞、特种复合
解技术。ABAQUS/CAE能够快速有效的创建、编辑、监控、诊断和后 处理先进的ABAQUS分析,将建模、分析、工作管理以及结果显示于 一个一致的、使用方便的环境中。
CFX是通用计算流体力学分析软件。CFX是全球第一个在复杂几何、航空航天、旋转机械、能源、 支持并行 网格、求解这三个CFD传统瓶径问题上均获得重大突破的商业CFD软石油化工、机械制造、汽车、 件。借助于其独一无二的技术特点,领导着新一代高性能CFD商业软生 物 技 术 、 水 处 理 、 火 灾 安 件的整体发展趋势。精确的数值方法和大多数CFD软件不同的是,全、冶金、环保等 CFX采用了基于有限元的有限体积法,在保证了有限体积法的守恒特 性的基础上,吸收了有限元法的数值精确性。CFX拥有包括流体流 动、传热、辐射、多相流、化学反应、燃烧等问题丰富的通用物理模
接通任何分析任务。对大模型的操作响应及快,包括网格剖分、图形筑、土木、国防、生物力学、
Unix系统
优化、数据库优化、内存管理及屏幕刷新等,都能快速给出操作结食品包装等
果,大大加快了分析速度。其几何模型直接访问技术为所有的CAD软
件系统间的几何模型沟通及各类分析模型无缝连接提供了完美的集成
环境。MSC Patran允许用户直接在几何模型上设定载荷、边界条件、
材料和单元特征,并将这些信息自动地转换成相关的有限元信息,以
最大限度地减少设计过程的时间消耗。
MSC
有限元分析。MSC Nastran具有极高的软件可靠性、独特地结构动力航 空 航 天 、 国 防 、 汽 车 、 造h t t p : / /支持并行
世界的各种复杂问题,特别适合求解各种二维、三维非线性结构的高计、乘客被动安全、部件加 ls-dyna软件是美
速碰撞、爆炸和金属成型等非线性动力冲击问题,同时可以求解传工;航空航天:鸟撞、叶片包 国lstc公司出品,
热、流体及流固耦合问题。LS-DYNA是功能齐全的几何非线性(大位容、飞机结构冲击动力分析、 不是ansys公司的
Nastran 学分析技术、完整的非线性求解技术、高效的大型工程求解能力-船、机械制造、兵器、铁道、www.mscsoftware.支持Win/Linux/
ACMS方法、针对大型问题的优化技术和设计灵敏分析技术、高度灵电子、石化、能源材料等
Unix系统
活的开放式结构与功能独特的用户化开发工具DMAP语言、独特的气
MSC
高度非线性仿真分析。MSC Dytran程序采用显示积分法并能模拟各种航 空 航 天 、 汽 车 、 造 船 、 铁h t t p : / /不支持并行
Dytran 材料及几何非线性,同时提供拉格朗日求解器与欧拉求解器,既能模路、国防、核工业
www.mscsoftware.支持Win/Linux/
序号 软件名称
简介
通用软件
功能和应用领域
供应商信息
支持并行 情况
FLUENT ABAQUS
CFX
Fluent的软件设计基于CFD软件群的思想,从用户需求角度出发,针航空航天、燃料电池、生物医 支持并行 对各种复杂流动的物理现象,FLUENT软件采用不同的离散格式和数药、钢铁冶金、船舶、电子电 值方法,以期在特定的领域内使计算速度、稳定性和精度等方面达到气 、 汽 车 、 机 械 、 化 工 、 电
MSC
非线性有限元分析。MSC MARC具有多种物理场的分析能力、复合场核电工业、航空航天、汽车、h t t p : / /支持并行
MARC 的耦合分析能力、强大的非线性分析能力、最先进的接触分析能力、造 船 、 铁 道 、 石 油 化 工 、 能www.mscsoftware.
并行计算功能、丰富的单元库、开放的用户环境、强大的网格自适应源、电子元件、机械制造、材