在上一篇文章中，我们解释了如何直接从 COMSOL 软件中的 COMSOLD Desktop® 环境在集群上运行作业，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用户具有足够的操作技能，因此直接从图形用户界面启动集群操作的能力是COMSOL软件最有用的功能之一。 我们先看一下集群扫描节点。

什么是集群扫描节点？

并行化参数集计算的一种方法是使用具有集群计算节点的参数扫描。 执行此操作时，您将创建一个跨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（当然前提是参数比节点多）。

集群示例。

不仅如此，您还可以使用集群扫描节点并行计算，这些节点旨在将参数扫描拆分为多个集群计算作业。 在集群扫描节点中定义一组参数，并且对于每个参数值，将一个单独的批处理作业发送到集群队列。 计算完成后，COMSOL软件会将结果整合回主流程中。

您甚至可以通过这种方式嵌套参数化扫描，将簇扫描与“标准”参数化扫描相结合。 您可以决定为哪些参数启动单独的作业，以及要将哪些参数保留在作业“内”。

总而言之，集群扫描节点是COMSOL软件提供的强大工具，可以帮助您实现对建模过程的完全控制。

请注意，您需要浮动网络许可证 (FNL) 才能使用集群扫描。 此外，建议您精通 COMSOLD Desktop® 环境如何在集群上运行一文中讨论的设置。 如果您按照该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

现在您知道了什么是集群扫描节点，您可能还想了解以下两点：

我应该什么时候使用它？

在什么情况下该节点比集群计算节点更好？

上述问题的第一种常见情况是您有一个参数集，但不知道模型是否收敛或对所有参数组合都有效。 参数集控制可能导致求解或网格划分在某些值处失败的几何体。 如果您使用参数化扫描来计算模型，COMSOL Multiphysics 将取消对第一个失败几何体的计算，即使可以成功计算后续几何体。 将计算过程拆分为单独的作业后，您就可以开始计算每个参数值。

另一种情况是当涉及的参数值数量过多，单个集群作业无法完成计算时。 如果您有控制频率、几何形状、材料、边界条件等的参数，并且想要获得所有可用组合的结果，则需要进行大量计算。 如果您将所有计算放入一项大型作业中并将其发送到集群集群软件 ha，那么几乎肯定会引起集群管理员和同事的强烈不满（稍后会详细介绍）。

好消息：通过使用集群扫描节点，您可以将一个潜在的大型作业拆分为多个较小的作业。 为此，除了集群扫描节点之外，还需要向模型添加参数化扫描节点。 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）。 请继续阅读本文以了解详细步骤。 我们在本文中介绍了一个简短的教程。

关于集群扫描节点还有一件事需要注意：您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

上面我们提到了集群管理员的不满，你可能想知道原因。 计算时间是高性能集群中的宝贵资源，因此大多数集群都实现某种排队或调度系统。 如何处理大型作业取决于集群管理员，并且根据经验，大型作业意味着长时间的等待。 为什么？ 大型作业会消耗大量计算资源，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，大作业会被分配较低的优先级。 当然，这一切都取决于集群管理员如何配置调度器； 即根据实际情况而定。

这和集群扫描节点有什么关系呢？ 假设您可以访问一个集群，其中很难调度大型作业，但很容易调度小型作业，因为它们填补了调度程序中的空白（未使用的集群节点是计算成本昂贵的集群节点）。 您可以使用集群扫描将大型作业拆分为多个较小的作业。

让我们看一个例子：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。 然后，单独安排这些作业，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

如果您有批量扫描和集群计算节点的经验，那么使用集群扫描节点将会很容易。 （有关如何设置批量扫描的说明，请参阅文章“强大的批量扫描功能”和“批量扫描中任务并行性的附加值”）。

为了演示如何设置纯簇扫描和嵌套参数扫描，让我们看一下我最喜欢的示例模型：参数化热微执行器（这是我最喜欢的模型，因为它演示了 COMSOL® 软件的功能。多物理场功能）。 由于这是一个参数化模型，我们可以轻松地向其中添加参数化扫描和聚类扫描。

微执行器的焦耳热建模。 电流流经手臂，导致手臂发热。 热膨胀会导致执行器弯曲。

添加集群扫描

我们首先根据执行器长度参数 L 添加集群扫描。为此，首先右键单击 Study 1，然后单击 Cluster Scan。 这将添加一个节点集群软件 ha，您可以在其中设置集群，如有关从 COMSOLD Desktop® 运行集群的文章中所述。 （如果您还没有读过这篇文章，不妨现在就读一下。）

接下来，您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）“100170240310”。 在参数单位编辑框中输入“um”（微米）。

如果要将结果导入主模型，请确保选中同步解决方案复选框。 通过这种方式，您可以获得所有结果并将其用于进一步分析和后处理。

将集群扫描添加到模型中。

现在我们已经创建了一个基于微执行器长度循环的集群扫描。 假设集群设置正确，我们现在需要做的就是单击计算并将各个作业发送到集群。

添加嵌套参数化扫描

现在，我们创建一个嵌套的参数化扫描，以便每个集群作业本身都包含一个参数化扫描。 为此，我们添加了基于电压参数DV的参数扫描。 具体步骤如下：

右键单击研究 1，然后单击参数化扫描，这将添加一个节点，您可以在其中设置参数化扫描

在研究设置窗口中，单击加号并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 将为您安排作业

将参数化扫描添加到模型中，创建嵌套参数化扫描。

您可以等待作业完成（其状态显示在外部进程窗口中），也可以从进程分离、保存模型并关闭 COMSOL Multiphysics 以让作业自行运行。 当您返回工作站时，只需打开保存的模型并重新连接，软件就会像处理常规集群计算节点一样处理结果。 此工作流程非常适合夜间模拟！

结论

在本文中，您不仅学习了如何使用集群扫描节点来优化集群上的并行参数计算，还学习了如何针对不同情况选择最佳方法。 作为额外的好处，您还了解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，您必须根据要计算的模型决定使用哪种方法。 要了解何时使用集群扫描与分布式参数扫描，您需要在模型和集群上尝试这两种方法。 每当你想掌握一项技能时，你就必须对其进行测试！

如上所述，您需要 FNL 才能使用集群扫描，因为此功能是基于网络的技术。