面向非结构网格应用并行程序的编程工具

面向高性能数值模拟,分析了基于并行应用编程框架快速研发并行数值模拟软件存在的挑战。在此基础上,以JAUMIN(J adaptive unstructured mesh application infrastructure)框架的应用为例,设计并实现了一种面向非结构网格数值模拟应用并行程序的图形化编程工具。该编程工具采用基于结构化流程图的图形化编程方式,屏蔽JAUMIN框架的编程接口,帮助用户在不学习编程框架的基础上快速开发基于编程框架的并行应用程序。实际应用表明,该工具可以显著提升并行应用软件的研发效率,降低用户编写并行数值模拟程序的难度。由于编程工具生成的代码规范统一,系统的维护效率也得以大幅度提高。     

高性能计算数值模拟框架软件研究进展

[背景]本世纪我国超级计算机得到迅速发展,为降低面向超级计算机并行编程难度,高性能编程框架已经成为高性能计算的研究方向之一.[方法]本文简要介绍了高性能数值模拟编程框架的研究目的 ,主要关注国内外结构网格和非结构网格编程框架的发展现状.[结论]面向E级计算机即将到来,框架软件的发展也需针对E级计算机的体系结构特征,调整...     

并行多块结构重叠网格装配算法及应用

针对多块结构重叠网格并行装配的问题,设计了支持初始网格系统细分的多块结构重叠网格框架,并在此框架基础上提出了基于局部洞映射的并行挖洞算法、格心网格下可跨块寻点的并行搜索算法,使之可适应大规模并行数值模拟时的分布式计算环境。此算法被模块化的集成到了自主研发的大规模多块结构网格数值求解器（CCFD-MGMB）中,可支持大规模并行非定常多体分离数值模拟。并行测试结果表明,本文发展的算法具有良好的局部数据结构组织,数据可扩展性强。数值应用模拟结果表明了该算法的有效性及正确性,千核并行非定常数值计算效率（相对于64核）可达58%。     

JASMIN框架中联邦并行计算及其在多物理耦合中的应用

多物理耦合是一类普遍的复杂应用问题。并行计算时,在充分考虑各个物理过程的基础上,还需要在不同物理过程之间建立数据依赖关系并交换物理量值。这无论对并行算法设计,还是对并行编程实现来说,均具有较大的难度。JASMIN框架提供联邦计算功能,很好地封装和实现了单层结构网格上的多物理耦合并行计算。该功能实际应用于激光聚变和地球系统模式等领域,支撑研发了多个应用程序,可以有效使用成千上万个处理器核进行数值模拟。     

基于HLA／CGF的防空攻防作战模拟

基于高层体系结构(HLA)框架构建作战仿真系统是近年来作战仿真系统发展的趋势和研究的重点.鉴于此,本文中提出基于HLA 的计算机兵力生成技术进行防空攻防作战模拟,给出该仿真系统的体系结构,对基于CGF技术的系统的设计实现方法进行探讨,用计算机兵力生成软件为平台,编程实现作战过程二维态势演示,为防空攻防作战仿真系统的研发提供了可靠的技术借鉴.     

剖析.NET框架自动内存管理机制

在软件研发过程中,内存漏损和野指针这类内存管理不当问题给应用程序的稳定性造成灾难性的、不可预期的影响..NET框架提出了一种新的自动内存管理机制免去了担忧.本文将深入探讨.NET框架应用程序内存分配和释放的自动管理并给出相应C#编程范例.     

编写Vb程序控制Excel处理数值模拟的数据

本文利用VB编程控制电子表格Excel处理数值模拟之后产生的大量数据,实现结果数据处理可视化,并提高数据处理准确性并节约时间。     

一种面向高性能数值模拟软件的自动化测试平台

高性能数值模拟软件的快速研制是确保高性能数值模拟应用与高性能计算机协调发展的关键,是当前高性能计算应用领域亟待解决的瓶颈问题。软件测试是软件研制过程中不可或缺的重要环节,是影响软件研制效率的重要因素。研制适应于高性能数值模拟软件的自动化测试工具和环境对于软件的快速研发具有重要意义。当前广泛使用的商业、开源自动化测试平台无法很好地满足高性能数值模拟软件测试的需求,因此,设计实现了一种面向高性能数值模拟软件的自动化测试平台。该平台可以适应各类数值模拟软件的系统测试、验收测试需求,具有良好的跨平台性,简单易用,用户可同时通过多种方式方便快捷地访问测试结果,从而快速定位测试中发现的程序错误,为高性能数值模拟软件测试提供技术支撑。目前该平台已为实际的数值模拟软件研发提供测试验证服务,对中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心的19个软件,1 108个验收测试算例进行自动化测试,提供长时间的稳定测试服务,展现了该平台的普适性和稳定性。     

可控式数字音乐系统模拟的研究与实现

目前,数字音乐系统很大程度上仍依赖专业硬件设备,高效率的软件模拟方式仍有待探索。文中从数字音乐的文件结构、运作流程、封装方式、编程接口、逻辑结构模拟、用户接口几个方面,研究了以面向对象方式描述一个程序可控的数字音乐模拟系统的研发框架,并为数字音乐系统模拟流程提供了完整性定义和具体的实现技术。通过该文提出的解决方案可实现在脱离专业硬件条件的支持下实现对MIDI文件结构的封装,并以较优的性能搭建一个数字音乐系统。     

单晶高温合金行业现状及其数值模拟应用综述

了解单晶高温合金的行业现状及其数值模拟应用,对于了解产品的市场动向以及提高产品的质量和研发效率具有现实意义.概述国内外单晶高温合金的行业现状及其数值模拟应用,重点总结我国单晶高温合金的研发状况、数值模拟技术在航空发动机用单晶高温合金制备工艺、性能评价等方面的应用,并提出改善我国单晶高温合金生长工艺与质量控制的努力方向.     

Fuzzy random chance-constrained programming

By fuzzy random programming, we mean the optimization theory dealing with fuzzy random decision problems. This paper presents a new concept of chance of fuzzy random events, and constructs a general framework of fuzzy random chance-constrained programming. We also design a spectrum of fuzzy random simulations for computing uncertain functions arising in the area of fuzzy random programming. To speed up the process of handling uncertain functions, we train a neural network to approximate uncertain functions based on the training data generated by fuzzy random simulation. Finally, we integrate the fuzzy random simulation, neural network, and genetic algorithm to produce a more powerful and effective hybrid intelligent algorithm for solving fuzzy random programming models and illustrate its effectiveness by some numerical examples     

Dependent-chance programming: A class of stochastic optimization

This paper provides a theoretical framework of dependent-chance programming, as well as dependent-chance multiobjective programming and dependent-chance goal programming which are new types of stochastic optimization. A stochastic simulation based genetic algorithm is also designed for solving dependent-chance programming models.     

Fuzzy multi-objective chance-constrained programming model for hazardous materials transportation

Hazardous materials transportation is an important and hot issue of public safety. Based on the shortest path model, this paper presents a fuzzy multi-objective programming model that minimizes the transportation risk to life, travel time and fuel consumption. First, we present the risk model, travel time model and fuel consumption model. Furthermore, we formulate a chance-constrained programming model within the framework of credibility theory, in which the lengths of arcs in the transportation network are assumed to be fuzzy variables. A hybrid intelligent algorithm integrating fuzzy simulation and genetic algorithm is designed for finding a satisfactory solution. Finally, some numerical examples are given to demonstrate the efficiency of the proposed model and algorithm.     

基于MFC的雨滴水纹动画模拟

基于MFC的框架结构仿真实现雨滴三维水纹动画效果。提出利用MFC框架结构和8像素方法实现三维水纹的仿真。首先通过MFC的框架结构降低了编程的难度;其次通过采用8像素方法建立水波数学模型减少了计算工作量;最后通过偏微分方程绘制模拟圆形扩散水纹的效果。实验结果表明,该方法既减少了计算工作量,降低了编程难度又形象逼真的模拟了水纹动画仿真效果,对于在线实时游戏场景、影视动画制作中的雨滴水纹扩散效果的仿真模拟具有实际应用意义。     

Fuzzy random dependent-chance programming

This paper presents the concepts of uncertain environment, event, chance function and principle of uncertainty for fuzzy random decision systems, thus offering a theoretical framework of fuzzy random dependent-chance programming. A hybrid intelligent algorithm is applied to solving fuzzy random dependent-chance programming models. Some numerical examples are also provided to illustrate the effectiveness of hybrid intelligent algorithm     

随机非线性动态系统数值模拟与性态分析

针对具有随机参数非线性系统和随机非线性系统的数值模拟与性态分析问题,提出将蒙特卡罗模拟办法与数值积分法相结合,建立了迭代积分算法求取随机非线性系统在不副随机序列作用下的数值解集,分析了计算误差．其次,利用数值解集的样本值进行解过程性态分析,建立了系统状态的概率分布、均方和矩函数的数值汁箅公式,实现了该类系统数值模拟分析的完整算法和程序流程设计．最后,通过两类典型示例系统的数值仿真结粜验证本文算法与流程的正确性和有效性．     

基于HLA的仿真程序设计研究

高层体系结构HLA以其突出的互操作性和可重用性,成为当今分布式交互仿真系统结构标准,研究基于HLA的仿真程序设计方法对于分布式交互仿真系统的开发具有重要意义。该文从联邦创建到联邦退出,以程序设汁的角度,详细地剖析了联邦执行的整个生命周期过程,还分析了联邦执行的整个生命周期中联邦执行的各种状态以及联邦成员、联邦执行、RTI这三者之间的关系。根据联邦执行的生命周期过程,给出了联邦成员的应用程序框架,并且举例说明了HLA仿真程序设计的步骤和一般方法。     

A simulation framework for technical systems life cycle cost analysis

This paper deals with the construction of a simulation framework for technical systems life cycle cost (LCC) analysis. It also deals with the concept of software reuse in event-based simulation, since the framework involves simulation of all cost generating activities related to a technical system, from its planning and acquisition phases until its final discard. The basic principles of object-oriented programming and simulation software efficiency, reuse, extensibility and evolvability are analyzed and the concepts of computational reflection and frameworks are explored. Finally, the framework is described in detail and its extension points, based on the inheritance mechanism, are shown.     

基于车道控制的交叉口流向及信号组合优化模型*

为了提升城市道路交叉口运行效益,提出将流向禁止与信号控制相结合的交叉口优化模型。采用组合优化的方法,将禁止流向选择、车道功能、路段掉头位置以及信号配时等优化变量整合在一个统一的模型中,同步进行优化。该优化模型由混合整数非线性规划描述,并将其转换为一系列混合整数线性规划,采用分支定界法求解。通过算例及仿真分析,验证模型的效益。研究结果表明,禁止流向的选择对于交叉口运行效益有着很大影响,优化模型可根据交叉口几何及交通需求条件,生成最优方案。尤其当常规交叉口无法满足交通需求时,该优化方法可提高通行能力达25%。