首页 期刊 人民长江 基于GPU加速的水文模型参数率定 【正文】

基于GPU加速的水文模型参数率定

作者:阚光远; 洪阳; 梁珂; 何晓燕; 丁留谦; 张大伟 清华大学水利系; 北京100084; 中国水利水电科学研究院北京中水科工程总公司; 北京100048; 中国水利水电科学研究院水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心; 北京100038
参数率定   gpu加速   cuda   水文模型   并行计算  

摘要:针对水文模型参数率定问题,为显著提升计算效率,选择 SCE-UA算法和新安江模型为研究对象,围绕SCE-UA算法并行化与程序化实现、并行 SCE-UA算法在图形处理器(GPU)上的加速效果这两个关键科学问题,以 GPU硬件平台和通用计算设备架构(CUDA)软件平台为工具,采用时空复杂度分析、算法并行性挖掘、代码深度优化、数值模拟实验等多种手段相结合的方法,进行了水文模型参数率定提速研究。内容包括:①搭建基于 CUDA和 GPU的并行计算软硬件平台,进行配置与调优;②并行 SCE-UA算法及其程序化实现;③并行 SCE-UA算法在 GPU上的加速效果。研究结果表明:所提出的方法显著提升了参数率定效率,能够促进水文模拟、最优化方法、计算机科学与技术等多学科的交叉、融合与发展,对水文模拟与预报、防洪快速应急响应具有科学意义和实用价值。

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