基于并行模拟的多核集群系统性能预测和分析

针对多核集群系统所表现出的新的性能特征,提出了面向多核集群系统消息传递应用程序的并行模拟模型并设计、实现了一个并行模拟器MCPSim(Multi-core Cluster Parallel Simulator),MCPSim在功能模型和性能模型上体现了片内核间、结点内片间以及结点间等三个层次上消息通信的特点,同时支持对应用的消息数量、通信量等的百分比分布的profiling功能,采用PRIMEJ、acobi3D、NPB IS以及HPL等Benchmark程序对MCPSim进行了测试,结果表明MCPSim性能预测的精度优于BigSim,同时能够广泛应用于针对多核集群系统消息传递应用程序的性能分析中。     

Exact algorithms for scheduling multiple families of jobs on parallel machines

In many practical manufacturing environments, jobs to be processed can be divided into different families such that a setup is required whenever there is a switch from processing a job of one family to another job of a different family. The time for setup could be sequence independent or sequence dependent. We consider two particular scheduling problems relevant to such situations. In both problems, we are given a set of jobs to be processed on a set of identical parallel machines. The objective of the first problem is to minimize total weighted completion time of jobs, and that of the second problem is to minimize weighted number of tardy jobs. We propose column generation based branch and bound exact solution algorithms for the problems. Computational experiments show that the algorithms are capable of solving both problems of medium size to optimality within reasonable computational time. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 50: 823–840, 2003.     

二维超声速空气引射器启动特性试验研究

超声速引射器是高空模拟试车台的重要组件,在发动机启动前利用引射器对试验舱预抽真空,可避免发动机启动初始时刻燃气漏入试验舱造成燃气在发动机中分离,对获取发动机在高空环境下的完整推力特性具有重要意义。而该工况下超声速引射器的启动过程是引射器工作过程中最为恶劣的工况,设计不合理的引射器会导致启动压力过高甚至不能实现启动。建立了缩比超声速空气引射器试验台对超声速引射器的启动特性进行研究,采用压力测量方法结合纹影技术对超声速引射器处于极限启动压比时的流场进行了描述,研究结果表明混合室收缩比越小,引射器极限启动压比越低。同时给出了定位超声速引射器不启动原因的判据:当引射器不启动是由引射总压不足引起时,盲腔压力在引射总压提高时降低,并在临界启动状态下达到最小值;而由混合室收缩比过小导致的引射器不启动在引射总压提高时盲腔压力单调上升。     

RTI测试研究

运行支撑系统(RTI)作为应用高层体系结构(HLA)进行分布仿真的支撑系统,是实现HLA的核心。RTI的功能和性能直接关系到HLA仿真系统开发与应用的成败。首先阐述了RTI测试的内容和指标,接着结合例子详细研究了RTI测试的方法,最后对RTI测试研究进行了总结,为提高基于HLA的分布交互仿真系统的质量及可信度提供了基础。     

大容量储能发电机并联运行励磁控制算法

大容量储能发电机作为脉冲电源，整流后通过逆变器向大功率脉冲负载供电。采用储能发电机直流侧并联方式工作，可以有效提高系统带载能力与可靠性。当并联运行的储能发电机转速不同时，根据转速合理分配电机释放功率可以有效提高系统工作效能，因此需要设计一种具有功率调节功能的励磁控制算法。在电压、电流双闭环控制的基础上，引入功率前馈控制，推导并求解了前馈功率与励磁电流关系以及控制参数，并根据电机初始转速设计了功率分配算法。仿真试验结果表明，功率前馈控制在励磁控制过程中起主导作用，有效分配储能电机释放功率大小，提高了励磁电流响应速度，抑制了负载功率扰动对励磁控制系统的影响。     

采用PWPF调节器的再入飞行器最优控制分配方法

针对具有反作用控制系统(Reaction Control System,RCS)和气动舵两类控制机构的再入飞行器,提出一种基于脉宽脉频(Pulse-Width Pulse-Frequency,PWPF)调节器的最优控制分配方法。将RCS的输入信号转化为连续变化量,RCS与气动舵的控制分配问题被描述为二次规划问题,并采用有效集方法对其求解。采用离散法和PWPF调节器将优化结果转化为RCS的开关机状态。与混合整数规划问题相比,连续二次规划问题更容易求解,计算速度更快。通过对二次规划问题的重构,该算法能有效地应对故障情况。     

装备剩余寿命预测平行仿真中模型动态演化方法

装备平行仿真中的一个重要概念是实时数据驱动的模型动态演化,但是至今仍缺乏具体应用领域的实现方法。以带未知离散冲击的混合退化装备剩余寿命预测为背景,以多态Wiener状态空间模型为演化对象,提出一种装备平行仿真中模型动态演化方法,包括基于交互多模型强跟踪滤波的模型软切换和基于期望最大化算法的模型参数在线估计,并实现了基于平行仿真的装备剩余寿命实时预测。利用某轴承退化数据进行实例研究,结果表明该方法能有效提高仿真逼真度,剩余寿命预测的准确度较高、不确定性较小,具有较高工程应用价值。     

Effect of wave shaper on reactive materials jet formation and its penetration performance

Wave shaper effect on formation behavior and penetration performance of reactive liner shaped charge (RLSC) are investigated by experiments and simulations. The reactive materials liner with a density of 2.3 g/cm³ is fabricated by cold pressing at a pressure of 300 MPa and sintering at a temperature of 380 °C. Experiments of the RLSC with and without wave shaper against steel plates are carried out at standoffs of 0.5, 1.0, and 1.5 CD (charge diameter), respectively. The experimental results show that the penetration depths and structural damage effects of steel plates decrease with increasing the standoff, while the penetration depths and the damage effects of RLSC without wave shaper are much greater than that with wave shaper at the same standoff. To understand the unusual experimental results, numerical simulations based on AUTODYN-2D code are conducted to discuss the wave shaper effect, including the propagation behavior of detonation wave, the velocity and temperature distribution of reactive jet, and penetration depth of reactive jet. The simulations indicate that, compared with RLSC without wave shaper, there is a higher temperature produced inside reactive jet with wave shaper. This unusual temperature rise effects are likely to be an important mechanism to cause the initiation delay time of reactive jet to decline, which results in significantly decreasing its penetration performance.     

流域变换的串行与并行策略研究

流域变换是数字形态学中用于图像分割的一种经典方法,其并行化问题成为近年来研究的重点。首先给出了流域变换的数学模型,并归纳列举了几种离散情况下的形式化定义;其次分类总结了近年来流域变换串行算法研究的新进展,从而在此基础上重点讨论了相应的并行化策略。详细分析了设计并行流域算法需要考虑的几个问题;并比较评价了现有并行算法的性能特点,得出了一些结论;最后提出了有待进一步研究的问题。     

顶置武器站性能评估方法

在评估指标体系和虚拟样机仿真测试评估数据的基础上,对顶置武器站性能评估进行研究。对评估方法进行研究,提出了适合顶置武器站性能评估特点的灰色模糊综合评估法,选用灰色关联度分析计算指标权重,建立开放性的隶属矩阵,最终建立顶置武器站性能评估模型。通过实例评估表明该评估模型准确可靠。