求解传感器网络最大生存时间的最大流算法

节能是传感器网络研究的中心问题之一,目的是延长网络的生存时间。因此对于一个给定网络,很自然地关心它的最大生存时间是多少。从网络最大流的角度分析这个问题,给出了求解传感器网络最大生存时间确切值的算法。     

使用FPGA设计高可靠SpaceWire路由器

为了提高系统的可靠性和可用性,提出一种基于静态随机存取存储器（Static Random-Access Memory,SRAM）型现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array, FPGA）的SpaceWire路由器设计方法。路由器通过系统级三模冗余技术加固,采用基于位流重定位的动态部分刷新技术修复系统中发生的软故障,并提出一种基于工作输入和健康现态的实时状态同步方法,以确保故障模块修复后的状态与其他模块同步。因此,该系统能够进行错误掩蔽和自我修复。在Xilinx Virtex-5 FPGA开发板ML507上对所提出的路由器系统结构和设计方法进行实现和验证。实验结果表明,路由器的可靠性和可用性显著增加,且系统的实时性很好,能保证路由器在整个工作过程中提供正常服务而不会引起系统功能中断或延迟;位流重定位技术的采用将所需存储空间减少三分之二,同时也降低了原始位流本身故障的可能性。     

基于时效网络的空间信息网络结构脆弱性分析方法研究

空间信息网络具有节点异质和拓扑结构动态变化等特点,为此提出了基于时效网络的空间信息网络结构脆弱性分析方法.以卫星通信网络、卫星导航网络和卫星传感网络为例,将空间信息网络抽象为四类网络节点和三类网络连接关系,引入时效网络,构建了多层空间信息时效网络模型.针对传统网络效率计算中部分路径无效等问题,建立三类供需流关系,提出了基于供需流的网络效率指标,并以此构建脆弱性分析模型.构建仿真想定,进行脆弱性分析,实验结果验证了所提方法的有效性.     

基于重叠网格的航行体水动力特性计算

利用重叠网格技术结合实验方法,研究了航行体跨界质过程中的阻力来源。将试验结果与仿真结果进行对比,得出该过程中的水动力及水动力系数变化趋势以及原因,结果表明：航行体在水下速度由25 m/s下降到9.7 m/s,水动力以及系数在航行体即将出水时刻达到最大值,分别为0.65 kN和0.184。出水过程水动力及力系数主要受水冢现象、浮力变化以及附连水质量变化影响而呈现波动并逐渐趋向于零,粘滞力是航行体完全出水后主要的流体阻力来源。该研究为水航行体减阻设计提供了参考依据。     

考虑流-结构耦合的体积约束拓扑优化

为实现流-结构耦合的结构拓扑优化设计,首先分别以水下结构固有频率和结构刚度最大化为目标,建立了渐进结构拓扑优化模型;然后,改进了网格独立滤波方法,提出单元尺寸滤波方法,将优化方法推广至设计域中单元尺寸存在差异较大情况的问题;最后,推导了目标函数以及在约束条件下的单元灵敏度,并采用双向渐进结构优化法对结构进行迭代计算。结果表明:刚度优化结果拓扑结构清晰,同时优化结构中未出现棋盘格现象,迭代过程收敛平稳;频率优化结果中,固有频率较初始设计域提升明显,优化效果显著,证明了单元尺寸独立滤波方法的有效性。     

新一代四机并联火箭发动机喷流热环境数值研究

针对国内首次采用四机并联大推力液氧煤油发动机的新一代运载火箭,采用FLUENT软件研究发动机喷流对火箭底部热环境的影响。结果表明：低空飞行时,喷流的相互作用较弱,返流以亚音速冲击底部中心,返流气体中空气摩尔分数占比在90%以上;高空飞行时,返流以超音速向底板流动,返流气体中高温喷流气体占50%以上,高温的返流导致底部热环境更加严酷。随飞行高度的增加,回流点更靠近箭体,箭体底部的热环境更恶劣,底部最大热流密度点出现在飞行高度约21 km处。     

基于提升小波包的漏磁信号去噪研究

为了更好地解决对原始漏磁信号的噪声抑制问题,在讨论提升小波包变换的基本原理及特点的基础上,提出应用这种方法对漏磁信号进行分解和重构。与传统小波包变换相比较,该方法具有更高的分辨率和近似优化能力,研究结果表明,它能在保留原始漏磁信号有效成分的同时,更好地去除噪声。     

GPU异构系统中的存储层次和负载均衡策略研究

GPU体系结构的革新和相应开发平台的发展使得GPU广泛地应用于科学计算领域.通过深入地分析GPU体系结构和存储层次的优缺点以及GPU上的关键性能特征,阐明了GPU体系结构、编程模型和存储层次之间的关系.针对GPU异构系统上的应用映射提出三种基本负载均衡优化策略:预取、流化、任务划分.试验结果揭示了不同的优化因子与优化效率之间的具体关联.