基于内外子区域划分的高阶精度CFD程序异构并行算法

对计算流体力学(CFD)程序CNS提出一种Offload模式下基于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1.27倍,使用双加速器加速1.45倍。讨论和分析了性能瓶颈与存在的问题。     

双站测向交叉定位精度分析

测向交叉定位作为一种无源定位技术而受到高度重视。通过阐述双站测向交叉定位原理,推导了该法的定位精度公式。在此基础上利用仿真实验分析了单站测角精度、站点坐标精度和基线长度等因素对定位精度的影响。研究结果为该类系统的技术作战运用提供了理论支持。     

一种部分校正均匀线阵幅相误差自校正方法

针对部分校正均匀线阵,给出了一种幅相误差和信源方位联合估计方法。分别建立了关于幅度因子对数和相位误差因子的线性方程组,通过利用部分校正均匀线阵流型的特殊结构,减少了所需考虑的方程个数。随后验证了新建立的两个线性方程组中系数矩阵的列满秩性,从而给出了幅度因子对数和相位误差因子的唯一最小二乘解。仿真结果验证了新方法的有效性.     

一种天基测向初轨确定方法

研究了测向数据下的天基初步轨道确定,提出了一种矢量投影法,利用矢量投影建立了基本条件方程组,把现有方法统一起来,并易于扩展为其他类型观测数据下的初定轨.同时研究了迭代初值求解、平凡解初值消除与迭代加速方法等相关问题.采用仿真算例检验本文提出的方法,仿真结果证明了本文方法的有效性.     

基于蚁群算法的被动目标定位算法

通过对蚁群算法的研究,用蚁群算法成功解决了无源测向定位中消除虚假点,对真实交点进行正确聚类的难题.并通过Matlab 仿真实验证明了该算法的有效性.同时该算法具有目标关联确率高、计算速度快、鲁棒性强等优点.     

平行、非平行假设条件下目标测向方法研究

为了研究干涉仪测向系统平行假设、非平行假设务件下目标测向方法,比较分析了2种条件下测向方法的系统误差和起伏误差.分析表明,平行假设中基线长度误差、相位差测量误差造成的测向误差与非平行假设的严格解基本相同,但方法误差较大,即使采用β角代替α角,误差可降低,但多数情况下,方法误差仍然无法容忍.因此,工程上建议采用非平行法的严格解.     

一种机载无源定位方法——干涉仪定位

通过分析无源定位相对于有源定位的优点,给出了干涉仪机载无源测向方法.在解释一维、二维、三维相位干涉仪无源测向原理的基础上,分析了干涉仪无源测向方法的误差,并分别采用多基线干涉仪技术和粗测向设备解决了干涉仪无源测向方法存在的主要问题-相位测量模糊,解决了测向精度和有限的不模糊视角之间的矛盾,即保证了高的测向精度,又能无模糊地测向.     

含新型间断探测器的混合WCNS格式在间断无粘可压流的应用

为了让高精度数值格式在含间断和小尺度涡等复杂结构的超声速无粘可压缩流动情况下,仍能鲁棒地捕捉激波并快速得到流场高保真的模拟结果,研究了以子模板导数组合为基础的光滑度量算法,构造了精度与鲁棒性兼顾的新型间断探测器,使间断识别对小尺度涡也具有高分辨率;研究了混合加权紧致非线性格式(weighted compact nonlinear scheme, WCNS)方法,对流场中的光滑与间断区域分别使用线性与非线性加权格式求解,从而克服单一非线性格式在光滑区分辨率难以达到设计精度的问题。数值实验表明,使用新型间断探测器的混合WCNS格式对一维、二维Euler方程模拟结果良好,并且相比于在全流场使用局部特征分解的原始WCNS方法有计算效率的提高。