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。     

基于分布／并行计算框架求解多学科设计优化问题

计算框架是多学科设计优化研究的重要问题之一。首先,针对一种基于代理模型的二级优化方法,提出三种不同的分布／并行策略,并对这三种策略的优缺点进行分析。然后,选择其中一种分布／并行策略,以构造代理模型的过程为例,阐述该策略的实现过程。最后,以一个飞翼布局飞行器多学科设计优化问题为算例,在iSIGHT-FD／FIPERACS平台上建立一个分布／并行的多学科设计优化计算框架。应用算例表明,建立的分布／并行计算框架可以明显缩短多学科设计优化问题的求解时间。     

虚拟无线电航天测控系统数据并行同步传输技术研究

虚拟无线电测控模式是航天器测控发展的必然趋势,虚拟无线电测控与软件无线电测控在多路数据并行传输和时间同步方式上有着本质的区别。本文在分析数据并行同步传输基础上,提出利用动态分时复用的传输模式,解决在较大传输时延情况下,传统软件无线电帧结构造成并行传输的高速数据被低速数据阻塞的现象;并针对虚拟无线电测控系统采用的异步工作模式造成数据传输和处理时延不确定性的问题,提出基于数据帧结构的时间同步方法,以较为通用化的方法实现测量同步。     

基于实数编码的改进遗传算法研究

针对遗传算法运算速度低、容易陷入局部最优值、早熟收敛等缺点,提出了基于实数编码的遗传算法的改进算法,对基于实数编码的遗传算法的选择、交叉、变异算子以及操作方法进行了改进,采肘最佳保留选择策略、多算子交叉和变异,并且采用自适应变焦变异,改进后的交叉与变异操作,使算法始终保持了,种群的多样性,同时也提高了寻优最终结果的精确性。实验表明基于实数编码的改进遗传算法（RIGA）有效的改善了遗传算法的缺点。     

车间作业调度中矩阵耦合问题求解

针对使用普通编码方式求解车间作业调度问题时出现的矩阵耦合问题,提出了一种基于遗传算法的新型编码方式。采用无延迟作业调度方法,不仅能避免死锁现象,而且显著提高了遗传迭代的速度。最终,仿真结果证明了本调度算法的有效性。     

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。     

星载高速图像数据压缩原理样机的研制

针对星上高速遥感数据实时压缩要求,选用多模式自适应量化压缩算法,设计了同步并行阵列与流水线相结合的压缩系统体系结构,并以可编程序门阵列物理实现.采用四路压缩系统并行的阵列结构,研制成功高速数据压缩原理样机,数据处理速度大于1000Mbit/s,恢复图像平均峰值信噪比大于40dB.      

大型星座混合模拟退火遗传算法测控任务规划

提出了一种基于拥挤度的混合模拟退火多层编码遗传算法,用于解决大型星座的测控任务规划问题。首先,建立了大型星座测控问题的约束满足模型,对任务规划过程中的各种约束条件和优化目标进行了形式化描述。第二,采用多层编码的方法建立测控方案与解空间的对应关系,并采用遗传算法的启发式方法进行全局搜索。第三,为了增加种群的多样性并加快收敛速度,在每代进化结束后对种群中最优的部分个体进行基于拥挤度的模拟退火。超180颗卫星,32个地面测控天线的真实大型星座测控任务规划试验表明,基于拥挤度的混合模拟退火遗传算法的任务完成率高达99%,归一化综合收益大于0.9,算法运行时间小于15 min,验证了该方法具备工程实用价值。     

ATM信元信头并行CRC生成与校验的FPGA设计

ATM信元交换系统一般采用CRC循环冗余校验编码来保护信元的信头。文章介绍了并行CRC生成的基本方法;研究了并行CRC纠正单比特错误的实现原理;设计了ATM信元信头并行CRC生成与校验的FPCn模块;特定芯片的实现结果表明,CRC生成模块与校验模块的数据吞吐量分别超过1．6Gbit／s和800Mbitl／s。