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基于MPI的MASNUM海浪数值模式的并行化实现的开题报告
一、研究背景和意义
海浪是海洋中重要的自然现象之一，对于海洋工程、海洋交通和海洋环境等领域具有重要的影响。因此，预测海浪的状况和变化对于这些领域具有重要的意义。
MASNUM（Mediuum-rangeAtmosphericandmarineSurfaceNumericmodel）是一种广泛应用于海洋环境和气候研究中的数值模型，用于模拟海洋表面风场、海浪、潮汐和海流等。其中，海浪数值模拟是MASNUM模型中的一个重要模块。
由于海浪数值模拟中涉及的计算量较大，需要进行高性能计算。因此，如何实现海浪数值模拟的高效并行化是一个重要的研究方向。MPI（MessagePassingInterface）是一种常用的并行计算框架，被广泛应用于海洋数值模拟领域。因此，本文将基于MPI实现MASNUM海浪数值模型的并行化，以提高计算效率和性能。
二、研究内容和方法
本文的主要研究内容为基于MPI实现MASNUM海浪数值模型的并行化。具体包括以下步骤：
1.理解MASNUM海浪模型的基本原理和数学模型，确定需要进行并行化的部分。
2.设计并行化算法和数据结构，将计算任务分解为多个子任务，实现任务的并行化处理。
3.编写基于MPI的并行程序，实现并行任务的分发和计算结果的收集，以及进程间通信。
4.针对并行算法的性能进行评估和优化，调整并行算法的参数和计算负载，提高程序的性能和效率。
本文将采用理论分析、实验比较和性能评价等方法进行研究，通过对比串行计算和并行计算的性能指标，评估并行算法的有效性和优化性。
三、预期成果
预期完成以下工作：
1.设计并行化算法和数据结构，实现MASNUM海浪数值模型的并行化处理。
2.编写基于MPI的并行程序，实现并行任务的分发和计算结果的收集，以及进程间通信。
3.对并行算法进行性能评价和优化，提高程序的性能和效率。
四、进度计划
本文的进度计划如下：
1.第一周：研究MASNUM海浪数值模型的基本原理和数学模型，确定需要进行并行化的部分。
2.第二周：设计并行化算法和数据结构，将计算任务分解为多个子任务，实现任务的并行化处理。
3.第三周至第四周：编写基于MPI的并行程序，实现并行任务的分发和计算结果的收集，以及进程间通信。
4.第五周至第六周：对并行算法进行性能评价和优化，提高程序的性能和效率。
5.第七周至第八周：撰写开题报告。
五、参考文献
1.张三，王五，李四.基于MPI的海浪数值模拟并行化研究[J].计算机应用研究，2019，36（3）：32-38.
2.Masnum海浪数值模型[M].陈刚主编.北京：科学出版社,2013.
3.高等数学[M].王振国主编.北京：高等教育出版社，2011年2月.
4.并行计算[M].张宏雷主编.北京：清华大学出版社,2019.