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。     

几何约束的改进弹性体网格变形方法研究及应用

针对现有弹性体网格变形方法无法有效抑制网格单元出现"负体积"和过度畸变等问题,引入体积弹性模量约束和挤压弹性模量约束,提出一种基于几何约束的改进弹性体法。借助Patrick网格质量参数,选取三维长方体边界在旋转、平移和伸展变形三种方式下的大幅度运动,对比研究引入几何约束后的改进效果。仿真计算二维NACA0012翼型的俯仰振荡和三维伸缩翼变形过程的气动特性,结果表明:基于几何约束的改进弹性体法显著提高了变形网格的鲁棒性,尤其在大变形时能够有效约束较差网格单元,改善经典方法存在的问题,可为非定常流场问题的求解提供有力支撑。     

航天器交会中的多圈Lambert问题研究

针对大椭圆轨道追踪器固定时间直接碰撞交会问题,介绍了一种快速确定多圈Lambert问题最优解的新方法。研究了多圈Lambert转移解,分析了转移时间与转移轨道参数的关系;研究了无时间约束最优直接碰撞交会及其必要条件。仿真表明:最优解快速确定方法有效、可行,并可提高计算效率。     

螺旋桨缠绕物切割装置对螺旋桨水动力性能影响

将螺旋桨缠绕物切割装置与螺旋桨作为组合推进器,并运用基于RANS方程的多参考系模型计算了加装切割装置对螺旋桨水动力性能的影响。计算结果表明,加装的切割装置对螺旋桨的敞水性能影响较小,在±2%左右;切割装置对螺旋桨叶面压力的影响在半径较小的叶切面上比半径较大的叶切面上明显;各叶切面上导边受到的影响最大。从总体上看,增加切割装置不足以对螺旋桨的空泡性能和噪声性能造成明显的影响。     

海军诸兵种综合战术训练仿真系统构建研究

如何构建诸军兵种综合战术训练仿真系统,是当前全军训练仿真领域内的研究热点。基于HLA技术框架及分层式RTI,搭建了海军诸兵种综合战术训练仿真系统的体系结构。并采用面向对象的建模与仿真方法,提出了系统公共参考FOM模型的设计思路,定义了实体类、交互类及路径空间,有效规范并减少了系统间网络传输的数据流量。最后,给出了系统仿真实现的流程图和一个仿真实例。实践证明,使用HLA仿真框架实现的海军诸兵种综合战术训练仿真系统能够满足当前海军战术训练的需求。     

控制性能评价与监控理论的研究进展

自Harris(1989)提出最小方差控制基准以来,控制性能评价与监控技术受到了极大的关注,并取得了大量的成果.学者们在最小方差基准的基础上提出了广义最小方差基准、用户定义基准、基于模型的基准等多种评价方法,并由最初的单输入单输出系统推广到了多输入多输出系统、时变系统等.仔细回顾了控制性能评价与监控理论的发展历程,并指出该领域面临的主要问题以及未来的发展方向.     

水下监测系统的生存性定义与模型

当水下监测系统遇到外部攻击、发生故障和事故时,生存性为系统仍保证基本服务提供了保障.为准确衡量此类系统的生存性,提出了它的生存性定义、计算方法和系统模型.生存性定义为在指定工作环境下,受事件影响的系统服务仍能达到用户要求的能力,表示为系统服务性能的数学期望.根据这种定义和计算方法能更准确地判别系统设计是否满足生存性标准.在基于多状态系统的生存性模型中,服务性能是各子系统状态的函数,与系统的结构函数有关.子系统状态的概率分布由系统的可靠性和安全性决定.最后通过实例说明了生存性模型的有效性.     

多传感器异步量测融合算法性能比较

归纳几种多传感器异步量测融合算法,即首先将各传感器异步数据统一到同一时刻,再对该数据进行并行或伪序贯滤波处理.分别采用理论证明和实例仿真分析对各种算法的估计精度、计算量等性能进行了比较.所得结论对实际工程应用中异步量测融合算法的选取有一定的指导意义.     

人员聚集场所夹层火灾危害的性能化防火分析

针对某公共场所建筑内建夹层这一特定问题,依据火灾安全工程学的思想和理论,运用性能化建筑防火分析方法,通过计算机模拟计算,定量分析了该场所建筑夹层的火灾烟气危害,研讨了有关对策,论证了建筑夹层存在的危害性及其存在的可行性。     

在建高层建筑火灾隐患及预防对策

从在建高层建筑的建筑特点、火灾特点等方面的因素入手,结合近期发生的在建高层建筑火灾情况,分析在建高层建筑存在的火灾隐患,提出笔者对在建高层建筑火灾预防扑救的一些看法。