宽带RAM模型在对称多处理器集群上的并行设计

为了提高声场模型的计算效率以满足当前水声研究对声场计算速度的要求,针对对称多处理器集群系统多节点并且节点内存在多个处理器的特点,利用共享存储模型OpenMP和消息传递编程模型MPI（Message Passing Inter-face）对声学计算模型RAM（Range-dependent Acoustic Model）进行并行编程,构建了并行计算平台,实现了RAM模型在对称多处理器集群系统上节点间和节点内两级并行,并通过实验对该平台的性能进行了测试。实验结果表明,RAM模型适用于并行计算,该并行计算方法具有很高的并行效率,可以大幅度提高声场计算速度。     

基于高阶DG方法的非定常流场声辐射特性数值模拟研究

随着航空噪声越来越受到关注,计算声传播的算法成为研究热点。高阶间断伽辽金(Discontinuous Galerkin,DG)方法具有高精度、对网格质量要求低、适合自适应和并行计算等优点,可以以较高的效率对声场进行计算。文章运用高阶DG方法对线性化欧拉方程(Linearized Euler Equations, LEE)进行空间离散,并且基于离散后的线性化欧拉方程对带有背景流场的NACA0012翼型和30P30N多段翼型的声场进行数值计算。采用有限体积法计算得出流场信息后,通过插值将流场数据导入声场网格,并运用高阶DG方法进行声场计算。计算结果与参考文献中FW-H(Ffowcs Williams-Hawkings)算法对比一致性较好,验证了高阶DG算法的可行性。     

基于EBE策略实现结构动力响应的并行计算

基于EBE(Element by Element)策略的并行算法不用形成总体刚度矩阵,而且无需进行三维模型的区域分解,从而提高并行计算的速度和效率,是实现结构动力响应快速分析的有效途径。采用Newmark法,结合EBE并行算法和Jacobi预处理技术实现结构动力方程的并行计算。在此基础上,利用虚拟激励方法实现结构随机振动的并行计算。最后在网络集群环境下,综合运用多种编程语言和分析工具,应用该并行算法对三维零件的冲击响应以及随机振动进行仿真计算,并与Ansys、精细时程积分法的相比较。结果表明,该并行算法的计算误差小,并行效率较高,适用于工程计算。     

基于快速多极子边界元法的齿轮箱声场分析

齿轮箱是广泛应用的工程机械零部件,准确地模拟其辐射声场对后续的降噪优化设计有着重要作用。边界元方法非常适合分析此类无限域下的声辐射问题。但传统边界元方法有着计算效率低、内存占用高的缺点。该研究发展了宽频的快速多极子边界元方法,并运用该方法计算了齿轮箱在特定频率下的场点声压以及辐射声场。通过对比商用软件的分析结果,验证了所提快速边界元方法的准确性。此外,运用多核并行计算方法,对计算量较大的扫频分析进行加速计算,最终快速、准确地获取了齿轮箱辐射声场的扫频结果。     

室内声场重现中的时域去卷积方法

为了在带反射边界的普通房间内重现声场,需要对原始声场信号进行去卷积处理,以获得扬声器驱动信号。本文建立了房间内声场重现的时域模型,在模型中采用长时长的去卷积网络,以获得高精度同时抑制了时域混叠效应,再针对卷积滤波的海量计算问题使用了快速滤波算法,提高了计算效率。汽车车内加速噪声的重现实验结果表明：本文所提出的时域模型可以高效准确地完成声压信号的去卷积化,实现普通房间内声场的定量重现。     

新型谐振管耦合型双效斯特林制冷机的数值模拟

结合经典双效斯特林制冷机结构与热声理论,提出一种谐振管耦合型双效斯特林制冷机,采用声学谐振管耦合斯特林发动机与斯特林制冷机,从而实现热驱动制冷,具有结构简单、潜在效率高、可靠性高、绿色环保的优点,在小型天然气液化、冷电联供以及空间探测领域有较大的应用潜力。针对实验室现有发动机和制冷机的参数,采用模拟软件Sage搭建了计算模型,计算验证了该结构的可行性。计算结果表明,在充气压力为3 MPa,工作频率为50 Hz,发动机压比为1.3条件下,该系统在80 K的制冷温度可获得210 W制冷量,整机效率为11.3%。同时进一步探究了系统内声场分布和主要部件损失,研究表明回热器内部声场偏离行波声场,谐振管中粘性损失较大和制冷机输入声功偏小是当前整机效率较低的主要原因。如果进行合理的优化设计,此类系统可以实现25%以上的整机效率。     

浅析面向未来的云计算技术

所谓云计算是指以因特网为基础的新型计算模型,它以传统的网格计算、并行计算、分布式计算以及虚拟化和负载均衡等网络技术为基础做进一步发展。其具备极强的计算能力,可以将由个人计算机或者数据中心执行的任务向网络转移,从而实现计算机软件、硬件配置、安装和维护服务的共享,不仅大大降低了客户端的资源和成本投入,而且提高了工作效率。本文中,首先大概介绍了云计算技术的发展背景,然后提出了在云计算技术中广泛应用的关键技术以及在现代生活中的应用。     

基于申威异构众核处理器架构的模态并行算法

根据国产申威异构众核处理器架构特点,提出了一种结构有限元模态分层通信并行计算方法,对于提高国产申威异构众核分布式存储并行计算机下重大装备系统级模态分析的并行效率具有重要意义。该方法在分层通信策略和加速子空间迭代法的基础上构建了大规模模态分析并行计算体系,不仅实现了计算过程和数据通信的分层,有效提高了通信效率;而且实现了计算数据的分布式存储,显著改善了数据访存效率。将并行计算体系应用于某超深钻机制动系统主体结构和某跨江隧道,实现了上千万自由度、数万核的模态分析并行计算;结合算例对该算法的正确性和有效性进行了评估。结果表明,该算法能够充分利用国产申威异构众核分布式存储并行计算机的体系结构特点提高重大装备系统级模态并行计算效率。     

基于PC机群的多点源高斯大气污染扩散模型的并行计算研究

针对基于单机的多点源高斯大气污染扩散模型计算效率较低的问题,设计了高斯模型并行算法,该算法是基于计算输出层设计的,它将计算输出层尽量平均地分配到各个计算节点上。针对并行算法,构建了分布式并行计算平台。该平台采用三层分布式体系结构,即用户层、控制层和计算资源层。实验结果表明,基于该算法的高斯并行计算大大提高了模型计算效率,分布系统结构合理,可以为准实时甚至实时的环境管理业务提供支持。     

基于近场声全息的声强场可视化方法

传统噪声源识别主要基于频谱分析方法,无法准确反映声源位置和声场强度变化信息。针对大型水下结构体辐射声场的噪声源识别和辐射声能量监测的问题,提出一种基于声全息测量技术的辐射声强场可视化方法,计算声波在均匀介质中的声强矢量场,并采用体绘制和流线技术实现声场量的可视化,从而定位结构体主要辐射噪声源,直观地展示辐射声场的能量分布及耗散情况,描述声场能量传递方向与路径,为水下结构体辐射声场的监测与分析提供一种新的手段。     

双口RAM在嵌入式多CPU系统中的应用

结合对控制系统可靠性、实时性以及资源共享的研究,阐述了双口RAM在嵌入式多CPU系统中的应用特色和关键技术;提出用双口RAM实现多CPU之间高速、可靠的并行数据通信和数据共享,可使整个系统软硬件设计简单方便,资源充分利用,可靠性和实时性也都比较高;给出一个双口RAM在嵌入式多CPU系统中的具体应用实例,证实了基于双口RAM的嵌入式多CPU系统有着强大的性能;将它与通用的工控机进行比较,展现了基于双口RAM的嵌入式多CPU系统的广阔应用前景.     

基于Master/Slave模式的CT同时代数重建的并行进程

Mastel/Slave模式,又称主从模式,是一种并行程序设计思想。本文介绍了同时代数重建法(SimultaneousAlgebraicReconstructionTechnique,SART),并简化、改进了该算法:讨论了SART算法的并行性和基于Master/Slave模式的并行进程:通过算法复杂度分析和在以客户/服务器((Cient/Serve)模式组建的局域网上的网络并行重建试验,证明了该并行进程能较大地提高SART算法的时间效率。     

A BIST ram architecture with parallel testing in a microprogram rom

Abstract

Symmetrically simple test patterns for parallel testing of row/column pattern‐sensitive faults in RAMs are proposed in this paper. Based on the concept of the maximum leakage current among the RAM cells, the worst case testing becomes the critically efficient method for RAM testing. Due to the simplicity of generating test patterns, we can implement a BIST RAM with test procedures stored in a microprogram ROM to reduce the cost and time of testing. The test complexity of row/column pattern‐sensitive faults is reduced to O(N) in an N bits RAM as compared with O(N^{3/ 2}) of [1].     

A distributed memory parallel implementation of the multigrid method for solving three‐dimensional implicit solid mechanics problems

We describe the parallel implementation of a multigrid method for unstructured finite element discretizations of solid mechanics problems. We focus on a distributed memory programming model and use the MPI library to perform the required interprocessor communications. We present an algebraic framework for our parallel computations, and describe an object‐based programming methodology using Fortran90. The performance of the implementation is measured by solving both fixed‐ and scaled‐size problems on three different parallel computers (an SGI Origin2000, an IBM SP2 and a Cray T3E). The code performs well in terms of speedup, parallel efficiency and scalability. However, the floating point performance is considerably below the peak values attributed to these machines. Lazy processors are documented on the Origin that produce reduced performance statistics. The solution of two problems on an SGI Origin2000, an IBM PowerPC SMP and a Linux cluster demonstrate that the algorithm performs well when applied to the unstructured meshes required for practical engineering analysis. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于Matlab与VB混合编程的压痕直径测量软件设计

通过压痕直径测量工程应用实例,介绍了基于COM组件技术的Matlab与VB混合编程的可视化程序设计方法和及实现步骤.基于COM组件技术的混合编程方法能够大大提高程序开发的效率,降低编写难度,增强程序的可维护性,在诸多方面具有单一编程语言所不具有的优势.     

共振声混合工艺用于火炸药实验室 制备的优越性评估

对B炸药及PBX炸药实验室级别制备的共振声混合(RAM)工艺进行研究，实验量级为200 g，所用设备为2 kg级共振声混合实验样机。实验结果表明，共振声混合能够满足B炸药和PBX炸药的均匀混合，相比现有混合工艺，效率分别提升36%和114%；所得B炸药和PBX炸药产品，在外观、内部结构、密度和感度方面与现有混合工艺所得产品一致。针对火炸药实验室制备大批次、小量级的特点，共振声混合工艺具有混合速度快、工艺环节少、易清理、安全性好的优势。     

指令级并行的多媒体数据实时处理

讨论了指令级并行运算环境中多媒体数据处理的实现方法和性能。围绕ＭＭＸ技术，提出了面向数据流的并行程序开发方法，实现和测试了典型的多媒体数据处理算法，研究了指令集并行计算环境下不同算法的实现技巧，评估了各自的性能，针对ＭＭＸ技术，提出了改进建议。     

Parallel programming of a peridynamics code coupled with finite element method

Using OpenMP (the Open Multi- Processing application programming interface), dynamic peridynamics code coupled with a finite element method is parallelized. The parallel implementation improves run-time efficiency and makes the realistic simulation of crack coalescence possible. To assess the accuracy and efficiency of the parallel code, we investigate its speedup and scalability. In addition, to validate the parallel code, experimental results for crack coalescence development sequences are compared. It is noted that this parallelized code markedly reduces computation time along with the coupling scheme. Moreover, the coupling approach used in this parallel code enables a more realistic and feasible numerical prediction of coalescing fractures. With the parallel implementation, two main types of crack coalescences between two flaws, formed by two short shear cracks and by a short central tensile segment and subsequent shear cracks are in detail discussed in terms of their development sequences. Consequently, this proposed coupled peridynamics code can be used to efficiently solve actual coalescence development sequences, thereby providing a numerical solution for fracture mechanics.