网格生成和数值模拟的讨论

讨论了多种网格生成方法及其数值模拟。给出一种生成多部件复杂外形飞行器分区网格和Ｅｕｌｅｒ方程分区解。讨论了前缘分离涡为主体的旋涡流场。作了跨声速流分区的并行计算的初步尝试。给出一种二维非结构网格的生成方法。     

薄壳结构失稳临界载荷的并行计算

以大型有限元分析软件为开发平台,研究了弹性结构屈曲分析的并行计算方法及软件实现,并针对大规模超级计算机的硬件环境编写了屈曲分析的并行求解程序;通过开发软件接口,将并行求解程序作为子模块嵌入串行有限元分析软件的求解序列中,并使其可直接调用;针对有限元前后处理器开发了风格一致的客户化界面,使并行计算的操作可视化。开发集成后的软件系统使串行有限元软件的前后处理能力与大规模并行机的高性能计算能力紧密结合,能够有效提高静力屈曲分析的规模和效率。      

三自由度3-CS并联平台机构的运动学分析

首先介绍了一种新型的并联机构--三自由度 3-CS并联平台机构的模型。应用螺旋理论分析了该机构的瞬时运动。同时对该机构进行了运动学分析 :给出了操作平台的输出运动参数的 3个运动约束方程和3个独立输出运动参数与 3个独立运动输入参数之间的一阶速度影响系数矩阵,最后给出了求解机构位置正、反解的计算方法。     

并行测试系统资源调度引擎的算法设计

并行测试能够显著提高自动测试系统的测试吞吐量和测试效率,本文在介绍分布式多客户端的单处理器并行系统硬件架构和基于ABBET分层的软件标准的自动测试系统软件架构的基础上,对实现资源调度引擎机制的遗传算法等问题进行了论述,并采用Matlab仿真验证了算法的有效性。     

并行环境下外挂物动态分离过程的数值模拟

 并行工程的发展提出了计算流体力学的发展新概念,在此基础上研究开发了一个以非定常流计算为核心的多体分离数值仿真集成系统。该系统采用运动嵌套网格方法,能够处理飞行器在空间中的大尺度运动,结合六自由度运动学方程,具有实时仿真运动部件在气动力、弹射力和重力等耦合作用下运动的能力。基于外挂物投放数值模拟具有网格运动、非定常的特点,从网格重建、多重网格方法等方面探索了提高计算效率的途径和实现方法,结合并行化计算使分析周期大大缩短。以20个中央处理器(CPU)为例,并行计算和3层多重网格使计算速度提高约40倍,同时分布式存储、并发计算的特点缓解了对单节点的内存需求,解决了工程应用中受计算周期、网格规模等限制的难题。为了验证本文方法的正确性,对外挂物投放标模实验进行了数值仿真,计算得到的外挂物运动轨迹在0.5 s时间范围内与实验值基本吻合;对分离过程后半段出现的偏差,从气动力变化的时间历程上进行了说明,提出偏航力矩的误差和累积效应导致了预测出现偏离,对关键的分离初始阶段,该方法可以取得令人满意的效率和精度。     

噬菌体基因文库控制元件测定的并行处理方法

在噬菌体基因文库的研究中,理解基因的表达机制占有重要的地位,其中最为重要的一个环节是控制元件的测定,目前大部分控制元件测定方法都是基于基因结构的概率模型。介绍了一种不依赖于任何实验数据和先验数据的噬菌体基因文库控制元件测定方法,采用字符串模式匹配算法扫描噬菌体基因序列,发现并提取出重复频度高的子序列（可能的控制元件）,但该方法计算复杂度为O（N^2）。为了提高对基因序列的控制元件测定效率,进一步提出了该算法在局域网环境下的并行处理解决方案,实验表明这种基于数据分割的并行处理方法极大的加快了序列处理速度,进而扩大了算法的应用范围。     

基于对称多处理架构的软件调试技术研究和实现

为了满足计算机领域用户对高性能及低功耗的双重需求,在深入研究多核现状的基础上,结合核间中断技术,提出了一种对称多处理架构下的软件调试器设计和实现方案。方案不仅成本低,而且不需要特殊调试硬件的支持,可为多核系统的故障诊断和分析提供参考借鉴。     

适用于涡激振荡问题研究的并行高精度方法

提出了一种用于研究大振幅及物体间小间距等极端情况下涡激振荡（VIV）问题的高精度方法。该方法针对三角形/四边形非结构混合网格,采用高精度谱差分（SD）格式对Navier-Stokes方程进行空间离散。通过引入非均匀滑移网格方法,将计算域分割成多个互相不重合的子区域,从而实现了子区域网格的独立变形,子区域之间通过粘接元进行信息传递。采用全耦合方法精确求解VIV问题中流体和固体间的相互作用。通过研究并行策略以及使用消息传递接口,实现了求解器的并行计算能力。数值模拟表明：对于无黏和有黏流动问题,该方法均能保持SD方法的高精度特性;对于动网格下的定常均匀来流,求解器能够做到自由流保持;单个圆柱VIV问题仿真与现有文献结果符合较好,验证了方法的可靠性;对于流场变形情况比较复杂的涡激振荡问题,求解器可以有效实现网格变形,并具有理想的并行效率。     

基于奇异摄动法的水下机器人串-并联PID控制

针对串级PID控制应用于水下机器人位置、姿态控制时出现的收敛速度慢、抗扰动能力差等问题,提出一种基于奇异摄动法的串-并联PID控制方法.使用时标分解法得到水下机器人的快慢子系统模型,根据奇异摄动法设计串-并联PID控制.以自主设计的水下机器人为基础,使用最小二乘法测定水动力参数.通过仿真与实验证明串-并联PID控制具有...     

广义Stokes问题的区域分裂解法及其事后误差估算

本文的主要目的在于将Ｌａｇｒａｎｇｅ乘子技术应用于广义Ｓｔｏｋｅｓ问题的非匹配网格上的区域分裂解法中;这种方法非常适用于有限元空间近似。Ｌａｇｒａｎｇｅ乘子是在分段常数函数的空间中近似的。同时,基于求解当地问题,我们还构造了离散近似的事后误差估算器,并基于此对网格进行了自适应处理。数值实验的结果验证了本文所发展的方法。