一个CFD计算作业调度系统的设计与实现

针对目前CFD行业中计算作业的特点、用户计算资源状况和使用特点,以及对现有相关作业调度系统的分析研究,设计出采用共享目录方式进行远程计算的作业调度系统.该系统不仅具有对局域网内计算资源优化调度的基本功能,而且具有对计算作业的快速、安全、实时监控运行以及不在远程计算机上产生垃圾文件等特点,更好地解决了CFD行业局域网中作业优化调度的问题.本文阐述了该系统的总体架构,系统功能,以及关键技术,并对系统的可用性进行了分析.     

简讯

<正>中航工业高性能计算中心投入使用2015年6月23日,中航工业高性能计算中心启用仪式在中国航空研究院举行,这标志着航空工业首个行业级的计算中心投入使用。高性能计算中心作为中航工业科技创新的基础保障平台,将向集团内各单位全面开放计算资源,集中满足航空领域数字化设计中的大型复杂计算任务需求,形成基于金航网的异地协同高端计算     

基于TOPSIS算法的数据中继任务动态优先级设置方法

针对中继卫星系统资源分配中的数据中继任务优先级设置问题开展研究,提出动态优先级评价方法,打破现有基于预设固化时段完成冲突消解的任务规划模式.综合考虑用户、需求,以及任务重要性等因素,建立任务优先级两级评价指标体系.其中,刚性优先级用于度量资源申请的必要性,柔性优先级用于维护资源分配的公平性,同时促进资源使用的合理性.详细列举了各项指标的量化模型,给出了柔性指标综合计算算法.在实验分析中,通过大量数据统计,测试了所提方法的可行性和有效性.     

航空高性能计算和数据处理需求评论

分析航空行业技术发展对于高性能计算和海量数据处理的共性需求,综述国外相关行业高性能中心和我国高性能计算中心概况发展,指出航空行业对高性能计算的需求本身是有弹性的、不断增长的和永无止境的.     

“神舟七号”预警观测资源调度技术研究及应用

空间目标碰撞预警监测是保证载人飞船安全运行的前提条件。本文研究了"神舟七号"飞行试验中非合作式观测资源调度技术,提出了基于优先级规则的测量资源统筹计划策略,建立了基于模糊评估法的资源调度评估模型,使资源调度系统能够合理有效地调度测量资源,为"神舟七号"预警分析的实施提供了观测数据。     

基于贪婪算法的航空存储资源共享机制研究

航空存储网格存储服务是汇聚航空高性能计算中心、各个组织服务器以及单个PC机贡献的存储资源,按照一定规则为用户提供数据存储的注册、分配、调度、释放的共享资源的三级存储架构。在此条件下的资源共享问题属于NP完全问题。为此,我们提出启发式贪婪算法,并对系统性能进行仿真,得出用户请求与负载关系。     

CFD软件自动化验证确认云平台设计与实现

针对大型计算流体力学(CFD)软件的验证与确认,为了减少人工成本,提高软件质量和开发效率,并适应于未来高性能计算发展的要求,基于云计算思想,提出了自动化测试云平台的解决方案。该方案采用模块化的浏览器/服务器(B/S)网络架构;利用LAMP(Linux+Apache+MySQL+PHP/Python)开发工具;建立了持续集成的专业数据库;构建了涵盖可靠集群监控、复杂作业调度及大规模并行计算功能的云端环境;实现了通过便捷的网络访问,自动加载测试算例、提交集群计算、监测实时进度、自动化后处理、输出分析结果,并提供丰富的实验对比图、误差分析报表和汇总报告等;完成了对大型CFD软件的自动化验证与确认。将该方案应用于某大规模并行计算的CFD软件,验证了该解决方案的可行性与实用性。     

民航过站飞机的地面作业调度算法研究

根据国际航空公司飞机过站的实际作业调度情况,使用经典AOE网的关键路径算法,计算地面作业的关键路径和作业之间的时间冗余,给出最佳地面作业调度的理论依据。并根据计算结果讨论了对目前地面作业的编排的改进措施,这对于机场资源的优化有实际的指导意义。     

民诱过站飞机的地面作业调度算法研究

根据国际航空公司飞机过站的实球作业调度情况，使用经典AOE网的关键路径算法，计算地面作业的关键路径和作业之间的时间冗余，给出最佳地面作业调度的理论依据。并根据计算结果讨论了对目前地面作业的编排的改进措施，这对于机场资源的优化有实际的指导意义。     

基于VxWoks的直升机飞控系统半物理仿真软件技术

开发高性能可靠的飞控计算机是直升机研制的重要一步,在试飞之前,需要对飞控系统进行全面的仿真测试.结合控制律软件设计,提出一种基于嵌入式VxWorks操作系统,结合RTW工具箱进行飞控系统半物理仿真研究的方案.详细说明了使用RTW生成实时目标代码的过程和外部模式的配置.开发了半物理仿真平台的软件,并与控制律软件、飞机模型、飞控操纵台进行联合调试.解决了RTW生成模块中信号量访问、仿真软件各功能模块优先级划分、串口数据读写等问题.最后给出了联合调试的实际仿真结果,并验证了该方案的软硬件的可靠性.可以应用到进一步的试飞工作中.     

高性能流场并行粒子追踪数据管理系统

随着当下计算能力和存储性能的提升,流场数据产出的规模越来越庞大,针对流场数据的可视化应用对于硬件及软件算法的要求也随之提高。基于国家数值风洞（NNW）工程支持,主导设计并开发了高性能流场并行粒子追踪数据管理系统,帮助用户探索和分析大规模流场数据。该系统针对流场数据提供多种高效的数据管理方法,在超算集群上针对并行粒子追踪过程进行了数据预取优化与负载均衡优化。对于粒子追踪过程中产生的流线（或迹线）及进程工作记录数据,该系统支持用户在本地平台上进行性能诊断和分析。使用不同流场数据集开展的两个应用实例验证了该系统的有效性。     

基于VxWorks的无人机组合导航系统软件设计

针对无人机对导航软件的高可靠性和强实时性要求,在分析组合导航系统基本原理的基础上,根据VxWorks的特点,划分软件各功能模块,确定了任务优先级及调度方式,设计了组合导航系统的应用软件,并给出了在PPC 405E嵌入式计算机主板上的开发流程。     

嵌入式高可信架构中基于静态模型的调度研究

为解决嵌入式高可信软件架构中的实时调度问题,分析了现有采用分区机制的安全系统中分区调度的不足,提出了一种基于固定周期分区的静态调度模型,并采用优先级位图算法建立了两级调度机制。为了保障分区中任务的实时性和正确性,对分区中任务采用静态优先级和最早时限优先调度(EDF)动态优先级两种调度策略,分别就其任务调度条件和可调度性进行了理论研究,针对复杂的动态优先级任务提出了一种可调度条件,并通过仿真实验进一步验证了此调度条件的正确性。     

地面资源保障航天测运控任务质量评价指标体系构建

针对目前航天测运控任务完成质量评价主要集中在设备运行质量、资源调度能力评估等方面,缺乏从用户申请提交到执行效果反馈的全过程闭环评价问题,区分地面资源完成测控、数传两类任务质量情况,从设备跟踪任务质量情况、资源调度系统保障用户资源使用需求情况、用户对执行效果反馈及自身行为评价3个环节构建分类分层的评价指标体系。采用1-9标度法确立指标权重,研究对不同类型任务完成质量的综合评价,并利用实例验证所构建指标体系的可行性。为标准化、精细化评价地面资源保障航天测运控任务质量提供理论依据,并给出质量改进相关参考建议。     

多星监测调度问题的建模与仿真研究

多星监测调度问题属于典型的资源受限项目调度问题,对其模型研究一直是求解该问题的难点和关键。本文首先对多星监测调度问题进行问题描述,并分析了该问题特有的约束条件及实际应用中的调度需求;其次,在综合考虑监测卫星数目尽可能多、优先级高的卫星优先监测、监测任务平均分配等3类优化目标的基础上,为该问题建立了一个组合优化模型;最后,将该模型应用于2站10星调度的仿真实例中,结论表明该模型能够为多星监测调度问题的求解提供有效的支持。     

火箭气动设计集成平台中FASTRAN的二次开发

针对火箭设计过程中的气动特性计算,对计算流体力学软件FASTRAN进行二次开发。在C++语言环境下编写火箭气动设计平台中FASTRAN自动化批处理模块。用户使用此模块输入作业的关键参数,自动批量生成脚本文件,并从后台加载计算进程,使用脚本功能自动控制参数设置和计算过程,完成后导出气动力与气动载荷数据,以内置格式自动生成结果报告。这一过程代替人工操作,减少了工作量,提高了设计效率。以两种火箭构型为例,计算并分析得出不同状态下的升、阻力系数和压心位置随马赫数的变化规律。计算结果与实验数据吻合良好,误差在可接受范围内,可以为火箭的初步设计提供参考和依据。     

面向数字化装配生产过程的动态调度方法

针对数字化装配实际生产过程中动态扰动因素造成静态调度失效问题,建立面向数字化装配生产过程的动态调度模型。模型考虑了机器故障、人员流失和不合格产品等动态扰动对装配过程的影响,建立飞机大部件数字化装配工艺流程描述模型。在此基础上计算预调度方案,扰动产生时刻重新计算调整预调度方案。将资源利用率、平均生产率和作业平衡系数等指标作为优化目标,结合多目标优化遗传算法求解模型的Pareto最优解,得到多目标优化的装配作业调度方案。     

虚拟裂纹闭合法在MSC．Patran中的二次开发

讨论了虚拟裂纹闭合法在工程软件中的实现策略,以MSC．Patran为平台,利用其强大的前后置后处理功能,使用PCL语言开发了二维和三维虚拟裂纹闭合法计算模块和用户图形界面,通过二维和三维算例验证了虚拟裂纹闭合法计算模块的正确性。     

数字化生产车间动态生产环境复杂调度策略

提出了一种实用的双层调度策略,通过对制造设备的负荷分析及加工能力的评判,以最小作业生产延迟和最大系统设备利用率为目标产生可行的调度方案.该方案使用一种集成遗传算法和粒子群算法的新型调度算法解决调度问题,试验结果证明了该策略的可行性和有效性.     

基于CPN Tools的机场主要资源调度研究

针对机场跑道、停机位等主要资源调度的问题,Petri网以其固有的特性,非常适合实时处理这类并发事件的问题.CPN Tools是一种Petri网仿真分析软件,具有大量的自动化分析工具,使建模、仿真和结果分析过程更加简单、高效、可控:本文基于CPN Tools软件,实现了用有色-时间Petri网对过站航班使用机场主要资源进行建模,并定义了各种监视器用于采集仿真数据,通过分析这些数据以及系统生成的仿真报告、状态空间报告等,得出了机场主要资源的使用情况.