75、并行软件框架下的混合海啸模拟器与HPC - MW问题求解环境

并行软件框架下的混合海啸模拟器与HPC - MW问题求解环境

1. 混合海啸模拟器的构建

在创建并行的波传播模拟器时，我们的目标是设计一个灵活的框架，使得现有的串行波传播代码能够轻松集成到混合并行模拟器中。这一框架可从用于求解偏微分方程（PDE）的Schwarz算法通用库扩展而来。虽然我们在下面的文本中使用C++语法，但面向对象的策略同样可以用Python等其他语言实现。

1.1 通用Schwarz框架

在介绍面向对象的混合并行海啸模拟器的整体设计之前，有必要简要回顾一下Schwarz算法的通用库。假设该通用Schwarz库由两个通用组件组成，即 SubdomainSolver 类和 Administrator 类。

• SubdomainSolver 类 ：作为通用基类，其目的是预先声明所有具体子域求解器的通用接口。这个通用接口是一组没有具体实现的虚拟成员函数。例如， createLocalMatrix 是一个虚拟函数，用于设置与离散化方程相关的子域矩阵； solveLocal 函数用于在每次Schwarz迭代中求解离散化形式的方程。实际的计算工作在 SubdomainSolver 的具体子类中实现，这些子类可以通过复制粘贴旧的串行代码，或者更优雅地将现有求解器类包装起来，来实现这些虚拟成员函数。
• Administrator 类 ：同样也是