高精度CFD程序的内外子区域划分异构并行算法

对计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)程序CNS提出一种Offload模式下对任务内外子区域划分的异构并行算法,结合结构化网格下有限差分计算和四阶龙格-库塔方法的特点,引入ghost网格点区域,设计了一种ghost区域收缩计算策略,显著降低了异构计算资源之间的数据传输开销,负载均衡时CPU端的计算与MPI通信完全和加速器端的计算重叠,提高了异构协同并行性。推导了保证计算正确性的ghost区域的参数,分析了负载均衡的条件。在"CPU(Intel Haswell Xeon E5-2670 12 cores×2)+加速器(Xeon Phi 7120A×2)"的服务器上测得该算法较直接将任务子块整体迁至加速器端计算的异构算法性能平均提升至5.9倍,较MPI/OpenMP两级并行算法使用24个纯CPU核的性能,该算法使用单加速器时加速至1.27倍,使用双加速器加速至1.45倍。讨论和分析了性能瓶颈与存在的问题。     

球头弹低速斜侵彻下薄板穿甲破坏机理研究

为探讨球头弹低速斜侵彻下靶板的破坏机理,通过系列弹道试验,对比分析了不同初始速度下弹体的变形,靶板的破坏模式,以及靶板的破口大小及形状;同时采用ANSYS/LS-DYNA对弹靶作用过程进行了数值模拟。结果表明：低速斜侵彻下靶板响应非完全对称,根据受力特征可将靶板划分为四个不同区域,即接触区,弯曲区,拉伸区和对称区;薄板的穿甲破坏可分为四个不同的阶段,即隆起变形,碟形变形,弯曲变形,弹体贯穿阶段;不同初始速度下靶板出现四种典型的穿甲破坏模式,随着初始速度的增加依次为隆起—碟形变形,隆起—碟形变形—拉弯撕裂破坏,隆起—碟形变形—拉弯剪切破坏,隆起—拉弯剪切破坏。斜侵彻下靶板破口形状为椭圆形,随着初始速度的增加,破口长径不断减小,形状由椭圆形向卵形过渡。     

基于谱估计的方位时间序列匹配算法

利用水声匹配场的思想建立了纯方位TMA(Target Motion Analysis)的匹配处理模型,把纯方位TMA改建为谱估计问题,进一步引入信号处理领域的MUSIC谱和快速傅里叶变换处理估计目标运动参数.数值仿真结果表明:子空间MUSIC算法较不稳定,搜索步长较大使得结果在真值附近波动较大,不能准确而稳定地收敛到真...     

块三对角矩阵的修正型局部块分解预条件

利用块三对角阵分解因子构造了一类修正型不完全分解预条件子 ,分析了该预条件子的存在性及其若干性质。针对从二维Laplace算子离散得到的五点差分矩阵 ,给出了预条件后的实际条件数 ,结果表明 ,条件数与矩阵阶数的平方根成正比 ,并且比例因子随局部分解步长的增大而逐渐减小。具体实现时 ,考虑了其高效实现方案 ,并针对从二维Laplace算子与系数不连续的二维椭圆型算子离散得到的五点差分矩阵 ,在主频为 5 5 0MHz ,内存为 2 5 6MB的微机上作了大量实验 ,且与其他较有效的预条件方法进行了比较 ,结果表明该预条件方法效率优于其他测试预条件。     

基于UML的作战系统描述方法

在仿真的具体实现过程中,系统描述是其中的关键步骤.分析了利用统一建模语言UML对系统进行描述的方法和步骤,并以炮兵群(团)作战系统为例,给出了UML中的用例图、类图、活动图以及协作图对系统进行描述的方法.结果表明利用UML进行系统描述,描述过程完整,易于理解和操作.     

基于协作负载的指挥关系描述与设计

在分布的网络环境下,战场的快速反应需要在分布作战单元间建立一种指挥关系自同步的机制,以实现对战场作战力量的快速构建与重组.在这一指导思想下,基于文献中关于协作与负载的定义,给出了基于协作与负载的指挥关系描述,提出了基于协作与负载的指挥关系设计内容与目标.     

LFM脉压雷达的随机移频干扰研究

分析了固定移频干扰对LFM脉冲压缩雷达的干扰效果,针对固定移频干扰容易被识别的缺点,提出了一种改进的移频方式——随机移频。理论分析表明随机移频干扰经脉压处理后为覆盖一定距离的似噪声干扰带,通过控制频移量的随机分布参数可改变干扰带覆盖范围、干扰带中心位置和干扰带内能量分布。由于干扰获得了部分压缩增益,较低的干扰功率就可实现遮盖干扰。仿真实验证实了理论分析的正确性和干扰的有效性。