AP85阵列机上同步并行数值计算

本工作主要是在 AP85系统阵列机上采用区域分裂同步并行计算的几个算例,为说明数值结果,首先对 AP85机使用并行计算效率的有关定义;然后给出数值试验的例子,并与其它串行机的结果比较;稍提及 AP85机的应用及问题;最后对计算情况的分析与结论。1、AP85阵列机使用效率的定义并行机使用效率所涉及的因素与硬件、较件、算法及使用者程序编制的技巧有关,AP85系统采用微计算机4×4阵列结构,主机是 IBM PC-XT,阵元阵列 APE 是8086“外部的”,指令可通用,为提高速度微机 PC 和 APE 都增加数字处理器8087,阵列接口是由 I/O 处理机完成主机与阵元阵之间通讯和控制。     

面向流场计算的 PVM 并行程序设计研究

针对流场计算的特点,提出了分布共享变量思想和异-同步并行算法,采用SPMD的编程模式在并行虚拟机（PVM）上初步实现了流场并行计算。     

并行排序算法Quicksort的分析与改进

本文分析了运行在共享存储器的 MIMD 多机系统中的并行 Quicksort算法;对 Quicksort 算法进行了改进,构成 Quicksort2并行算法,使之应用到共享总线的 MIMD 多机结构中,并对 Quicksort2算法的时间开销进行了估算.     

网格结构机上的并行填充算法

并行扫描转换算法,采用通过多边形顶点的扫描线对扫描转换区间进行划分,使划分在各个区域的子多边形都是梯形,这既在一定区域内保持了各种相关性,又消除了对奇点的处理,同时对梯形的扫描转换不需要求交计算而只进行增量计算,提高了扫描转换速度。     

有限元的OpenMp并行计算技术

传统有限元串行计算技术耗时长、效率低,已远远不能满足工程实践需要。通过分析串行计算的耗时分布、程序可并行性及数据相关性,在保持串行程序不变的基础上,采用基于多线程的OpenMP技术实现单元刚度矩阵形成总体刚度矩阵的程序并行化。针对有限元计算机翼实例进行了不同线程数目下并行加速比的研究,结果表明,OpenMP技术可有效提高有限元计算效率,且存在一个最佳的线程数,使得并行加速比达到最大,此外加速比还与问题的计算量等因素有关。     

流场计算程序并行化方法的研究

利用“流场分区”的方法把流场计算程序并行化,并成功地在Transputer并行计算机上运行,并行效率可达到80％。介绍了流场划分、并行编程以及提高并行效率的方法。     

面向流场计算的并行计算机结构研究

分析了流场计算的基本特点 ;提出了用于流场计算的、基于 Transputer的动态星形立方体 ( DSC)结构。证明对于流场计算 ,采用 DSC结构在一定程度上优于目前常用的超立方体和超环两种结构。其优点是 :通信算法简单 ;系统扩充方便 ;全局性通信性能好。最后以实例说明了DSC结构在流场计算中的应用     

PVM平台下通量守恒的嵌入自适应网格解激波和底部流

运用嵌入式自适应网格技术来提高结构网格求解复杂流场的分辨率。该方法根据流场的形成,将密集网格嵌入到物理量剧烈变化的区域,使求解精度得以提高的同时,避免较大的计算开销,从而达到求解效率和求解精度之间的平衡。 Ｐ Ｖ Ｍ 平台使得被嵌入的网格可以在网络中不同的机器上完成,大幅度降低了墙上时间。原始网格与被嵌入网格之间数值通量守恒的实现增强了该方法在捕捉间断时的有效性和可靠性。     

一种改进的流场计算加速收敛方法

探讨了二维非结构网格无粘流场计算的加速方法。在对残差平均和多重网格这两种主要加速方法进行分析后,提出了一种改进的兼具多重网格思想的残差平均方法。经对绕NACA0012翼型无粘流动计算的验证,收效明显。在几乎不增加计算量的情况下,比原有的残差平均方法可减少迭代步25%～30%.该思想可推广用于三维、有粘流动计算和结构化网格中。     

异构融合的航空嵌入式视觉计算平台

作为航空电子领域智能信息处理的重要组成部分,视觉计算包含大规模图形图像数据采集、传输、感知、融合和显示处理。因此,视觉计算是航电任务系统的主要计算负载,对嵌入式核心计算平台的处理能力要求较高。然而随着摩尔定律的放缓,同构的通用处理平台无法满足大规模视觉计算需求。特定领域加速器通过对芯片架构的优化,对视觉任务等数据流为主的处理模式具有较好的并行加速能力。设计实现了一种基于特定领域加速器的异构融合航空嵌入式视觉计算平台,通过FPGA、GPU、NPU等异构资源融合,加速实现图像处理/图形渲染等航空应用,达到实时处理的效果。     

实现边界元并行分布计算的一种新方法

 给出了实现边界元并行分布计算的一种新方法。它将边界元离散节点分为与计算网络所拥有的处理机台数相对应的若干组, 以此实现任务分配, 独立地计算形成每组节点对应的离散边界元积分方程, 最后利用迭代方法行求解分布的边界元方程组。以弹性问题为例, 在Inmos T800 Transputer 系统上实现了边界元计算。验证了本文方法的可行性与有效性。     

主流压力梯度对气膜冷却效率影响的数值研究

分别对收缩通道、扩张通道和直通道中亚声速主流条件下的气膜冷却进行数值模拟,对比分析了不同主流压力梯度、次流吹风比条件下的主流和次流流场、温度场特征。研究结果表明:引起气膜冷却效率变化和不同发展趋势的因素可归结为主流边界层厚度、主次流自由剪切混合程度、肾形涡的强度和位置等因素。相对于零压力梯度的主流条件,在吹风比较小(M=0.25)的情况下,主流的逆压力梯度一方面增厚边界层、增强了气膜射流对主流的穿透,另一方面减小了肾形涡的强度,综合作用的结果是气膜平均冷却效率提高了4.91%。在吹风比较大(M=2)的情况下,主流的顺压力梯度扼制主流边界层的发展、抑制气膜射流的穿透能力,降低肾形涡涡核的位置,从而提高气膜冷却效率达17.40%。      

分支阻抗调配器调配电纳值的计算

在传输线的匹配计算中,需要用到大量的复变量.复数的运算过程极其复杂,所以传统的求解方法是借助于Smith圆图,用图解的方法得到近似解.用Smith圆图法求解的过程也很复杂,容易出错.为此介绍了一种利用MathCAD软件求解分支调配器调配电纳值的方法.与用Smith圆图求解相比,该方法物理概念清楚,求解过程简单,结果精确.     

二元高马赫数进气道的起动特性数值研究

采用数值模拟方法,研究了不同内收缩比二元高马赫数进气道的起动特性。研究发现:内收缩比影响进气道的加速起动特性,内收缩比越大,加速自起动马赫数越大,加速过程中,大内收缩比性能参数只有1次阶跃,而小内收缩比构型性能参数存在2次阶跃;相同来流条件下,隔离段出口反压对具有不同加速自起动能力的进气道影响不同,来流马赫数高于加速自起动马赫数的进气道,反压引起进气道不起动后可以再起动,来流马赫数低于加速自起动马赫数的进气道,反压引起进气道不起动后无法再起动,且抗反压能力严重下降。不起动状态下的进气道对出口反压十分敏感,给定出口反压边界条件的模拟方法很难获得稳定的不起动流场。     

直背式轿车加速行驶气动阻力的计算

用CFD方法对直背式轿车加速过程中非定常外流场进行了数值模拟,计算出不同速度及加速度情况下汽车的气动阻力.结果表明某一速度和加速度情况下气动阻力主要与此刻的速度和加速度有关,其他因素对它的影响较小,并通过两次线性拟合,得出阻力与速度及加速度的计算公式,该公式可以直接计算出汽车在加速行驶时在某一速度和加速度值下的气动阻力.      

固体火箭发动机点火药量的计算

本文分析和选择了主要因素对固体火箭发动机点火的影响程度,提出了一个新的固体火箭发动机点火药量计算公式,经验算,其准确度约在10%以内.     

基于奇异值分解的关系相似度计算方法

关系相似度计算在信息检索等领域有重要的应用.目前,关系相似度主要通过向量空间模型计算,但数据稀疏严重影响计算效果.为此提出以上下文模板表示特征,并通过对特征矩阵的奇异值分解降维消除噪声,冉通过向量余弦夹角计算关系相似度.实验表明,该算法比传统的向量空间模型算法在分类准确率方面有明显提高.     

300M钢在门坎值附近疲劳裂纹扩展行为的研究

在实验室空气环境中研究了300M钢等温和油淬状态,五种载荷比下裂纹扩展速率为10~(-7)～10(-3)mm/Cycle的疲劳裂纹扩展行为。着重分析了载荷比和显微结构对门坎值附近裂纹扩展行为的影响。基于在门坎值附近断口表面上所观察到的氧化喾物和沿晶断裂机制,用裂纹闭合和环境效应合理地解释了300M钢在门坎值附近的裂纹扩展特性。     

基于奇异值分解的组合导航可观测度计算

以捷联惯组为主惯导的组合导航系统具有短时定位精度高、可靠性强等优点,但其依然存在长时间导航精度不高、运算量大、组合效率不高等问题。为更好地完善组合导航系统的误差补偿和抑制技术,对SINS/DVL组合导航系统的可观测性能进行了研究。在分段定常系统(Piece-wise Constant System,PWCS)的可观测性分析方法及基于奇异值分解的系统状态可观测度分析方法基础上,结合可观测性矩阵的遗传特性,提出了一种简化的状态量可观测性分析方法,并对该方法进行了理论仿真。为方便比较状态量的可观测程度,对各状态的可观测度进行了归一化处理。最后,通过湖面跑船实验设计了不同的航迹机动方式,计算了关键导航参数的可观测性能。实验证明,该方法可以实时计算组合导航参数的可观测度,根据可观测度设计的航迹可以有效提高导航精度,定位精度可提高1个量级,收敛速度也获得了明显提高。     

振动信号的幅值和相位计算方法分析

给出了基于Kaiser窗FFT频谱法、正弦逼近法和全相位时移相位差法计算振动信号幅值和相位的计算方法,并使用三种方法分别对单一的正弦信号以及混有噪声和其它频率的正弦信号进行了测试。通过测试数据对三种方法的信号处理效果进行了分析比较,阐述了不同计算方法的优缺点。比较结果显示具有抑制频谱泄漏和＂相位不变性＂的全相位谱分析结合高精度相位差法而得的全相位时移相位差法精度更高,应用范围更广。