在之前的一篇博客文章中，我们解释了如何在 COMSOL Multiphysics® 软件中直接从 COMSOL Desktop® 环境实现在集群上运行作业，而无需与 Linux® 操作系统终端进行任何交互。由于这种终端有时需要使用者具有足够的操作技能，因此能够直接从图形用户界面启动集群作业便是 COMSOL® 软件最有用的功能之一。欢迎了解更多强大功能……。我们首先来看看集群扫描 节点。
什么是集群扫描节点？
将参数集计算并行化的一种方法是将参数化扫描与集群计算 节点结合使用。在执行此操作时，你将创建一个跨越多个节点的大型集群作业。添加的节点越多，并行计算的参数值就越多（当然，前提是参数的数量多于节点数）。
集群示例。
不仅如此，你还可以使用集群扫描 节点将计算并行化，该节点设计用于将一个参数化扫描拆分成多个集群计算作业。在集群扫描 节点中定义一组参数，对于每个参数值，系统都会将单独的批处理作业发送到集群队列。计算完成后，COMSOL Multiphysics 会将结果整合回主进程。
你甚至还可以通过这种方式嵌套参数化扫描，将集群扫描与“标准”参数化扫描相结合。你可以决定为哪些参数启动单独的作业，以及想要将哪些参数保留在作业“内”。
总而言之，集群扫描 节点是 COMSOL Multiphysics 为你提供的强大工具，可以帮助你实现对建模过程的完全控制。
请注意，你需要拥有“网络浮动许可证”（FNL）才能使用集群扫描。此外，建议你熟练掌握博客文章 COMSOL Desktop® 环境如何实现在集群上运行中讨论的设置，如果你按照该篇文章中的步骤操作并保存设置，这些设置将自动应用于集群扫描 节点。
何时使用集群扫描节点
现在，你已经知道什么是集群扫描 节点，你可能还想要了解以下两点：
- 我应该在什么时候使用它？
- 此节点在什么情况下优于集群计算 节点?
对于上述问题，常见的第一种情况是，你有一个参数集但不知道模型是否收敛，或者是否对所有参数组合都有效。参数集可以控制几何结构，在采用某些值时，几何结构可能会导致求解或网格划分失败。如果用参数化扫描计算模型，COMSOL Multiphysics 将在第一个失败的几何结构上取消计算，即使后面的几何结构都能成功计算也将如此。将计算过程拆分为多个单独的作业后，你便可以开始针对每个参数值进行计算。
另一种情况是，涉及的参数值数量太大，单个集群作业无法完成计算。如果你有用于控制频率、几何、材料、边界条件等的参数，并希望得到所有可用组合的结果，则需要进行大量的 计算。如果你将所有计算都放入一个大型作业并将其发送到集群，那么几乎可以肯定会引起集群管理员和同事们的强烈不满（稍后会详细说明）。
好消息：通过使用集群扫描 节点，你可以将潜在的大型作业拆分成多个小作业。为此，除了集群扫描 节点外，还需将参数化扫描 节点添加到模型中。以这种方式设置模型会创建嵌套参数化扫描（类似于编程中的嵌套 for 循环）。请继续阅读本文，了解详细的操作步骤。我们在本篇博客文章中引入了一个简短的教程。
关于集群扫描 节点，还有一点需要注意：你可以使用它来潜在地增加集群上作业的吞吐量。
使用集群扫描优化调度
上文中我们提到了集群管理员的不满，想必你希望了解其中的原因吧。计算时间是高性能集群的宝贵资源，因此，大多数集群都实施了某种队列或调度系统。如何处理大型作业取决于集群管理员，根据经验，大型作业意味着需要长时间的等待。原因何在？大型作业会占用大量的计算资源，并且可能需要很长时间才能完成。因此，为了不影响其他用户作业的正常运行，为大型作业分配的优先级就会比较低。当然，这一切都取决于集群管理员如何配置调度程序；也就是说，这需要视实际的情况而定。
这与集群扫描 节点有什么关系呢？假设你可以访问一个集群，在这个集群中很难安排大型作业，但很容易安排小型作业，因为它们会填充调度程序中的空隙（未使用的集群节点是计算成本较高的集群节点）。你可以使用集群扫描将大型作业拆分成多个小型作业。
我们通过一个例子来看一下：你可以启动 8 个作业，让每个作业使用 1 个节点来计算它们自己的 100 个参数值的集合，而不是在 8 个节点上启动 1 个大型作业来并行计算 800 个参数值。随后这些作业将被单独调度，小型作业可能比大型作业完成得更快，具体取决于集群的设置。
设置集群扫描和嵌套参数化扫描
如果你有批处理扫描和集群计算 节点的使用经验，那么使用集群扫描 节点会很轻松。（请查看博客文章“ 强大的批处理扫描功能”和 “ 批处理扫描中任务并行的附加值”，找到有关如何设置批处理扫描的描述）。
为了演示如何设置纯集群扫描和嵌套参数化扫描，我们来看看我最喜欢的示例模型：参数化的热微执行器（这是我最喜欢的模型，原因是其中演示了 COMSOL® 软件的多物理场功能）。由于这是一个参数化模型，因此我们很容易向其中添加参数化扫描和集群扫描。
微执行器的焦耳热建模。电流流过两臂，导致它们发热。随后，热膨胀使执行器发生弯曲。
添加集群扫描
我们首先添加一个基于执行器长度参数 L 的集群扫描。为此，首先右键单击研究1，然后单击集群扫描。此操作将添加一个节点，你可以在其中进行集群设置，具体操作请参见这篇关于从 COMSOL Desktop® 运行集群的博客文章中的说明。（如果你还没有看过这篇文章，现在不妨先读一读。）
接下来，你可以在研究设置 窗口中添加要扫描的参数。单击加号并在下拉列表中选择参数 L。然后在参数值列表 编辑框中输入（例如）“100 170 240 310”。在参数单位 编辑框中，输入“um”（微米）。
如果你要将结果引入主模型，请确保选中同步解 复选框。这样，你就可以得到所有结果，并将其用于进一步分析和后处理。
在模型中添加集群扫描。
现在我们已经创建了集群扫描，它基于微执行器的长度进行循环。假设集群设置正确无误，我们现在需要做的就是单击计算，然后将单独的作业发送到集群。
添加嵌套参数化扫描
现在，我们创建一个嵌套参数化扫描，这样我们的每个集群作业本身都包含一个参数化扫描。为此，我们添加一个基于电压参数 DV 的参数化扫描，具体步骤如下：
- 右键单击研究1，然后单击参数化扫描，此操作将添加一个节点，你可以在其中设置参数化扫描
- 在研究设置 窗口中，单击加号，然后在下拉列表中选择参数 DV
- 在参数值列表 编辑框中输入“1 2 3 4 5”
- 在参数单位 编辑框中输入“V”
- 单击计算，COMSOL Multiphysics 将为你调度作业
在模型中添加参数化扫描，从而创建嵌套参数化扫描。
你可以等待作业完成（其状态显示在外部进程 窗口中），也可以从进程中分离，然后保存模型，并关闭 COMSOL Multiphysics，让作业自行运行。当你返回工作站时，只需要打开保存的模型并重新连接，软件就会像使用常规集群计算 节点一样处理结果。这一工作流程对于通宵仿真来说堪称完美！
结语
在本篇博客文章中，你不仅学习了如何使用集群扫描 节点对集群上的并行参数计算进行优化，还学习了如何针对不同的情况选用最佳的方法，作为额外的收获，你还知道了如何避免引起系统管理员的不满。
与一般的集群计算一样，你必须根据要计算的模型来决定采用何种方法。为了明白何时使用集群扫描和分布式参数化扫描，你需要在模型和集群上尝试这两种方法。无论何时，要掌握一项技能，都必须进行测试！
如上所述，你需要 FNL 才能使用集群扫描，这是因为此功能是基于网络的技术。
后续操作
如果你想要了解更多关于集群扫描 节点的信息，可以单击下面的按钮联系我们。
Linux是Linus Torvalds在美国和其他国家/地区的注册商标。
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