一种基于并联机构的航天器姿态模拟装置的设计开发

航天器发射升空前进行地面测试和试验是航天器研制过程中的重要环节。文中针对一种基于并联机构的姿态模拟装置的设计开发,从位置分析、速度分析和虚拟样机的建造和仿真分析等方面对3UPS-PU并联机构进行研究,完成姿态模拟装置的设计,为航天器装配、试验和测试设备的设计提供一种新的思路。     

Ongoing verification of a multiphysics community code: FLASH

When developing a complex, multi‐authored code, daily testing on multiple platforms and under a variety of conditions is essential. It is therefore necessary to have a regression test suite that is easily administered and configured, as well as a way to easily view and interpret the test suite results. We describe the methodology for verification of FLASH, a highly capable multiphysics scientific application code with a wide user base. The methodology uses a combination of unit and regression tests and an in‐house testing software that is optimized for operation under limited resources. Although our practical implementations do not always comply with theoretical regression‐testing research, our methodology provides a comprehensive verification of a large scientific code under resource constraints.Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

Insight into spontaneous recurrent calcium waves in a 3-D cardiac cell based on analysis of a 1-D deterministic model

Calcium dynamics in a cardiac cell are described by a system of 3-D non-linear stochastic partial differential equations. To obtain solutions that have biophysical properties, it is necessary to explore the model parameter space. To decrease the complexity of the parameter search, we reduce the 3-D stochastic model to a 1-D deterministic model. The reduction of the problem from 3-D to 1-D is done through an asymptotic approximation after non-dimensionalization and based on rational biophysical assumptions of the 3-D domain; the stochastic to deterministic transformation is based on the regular property of the 3-D solution. The result of the model reduction proves very effective in reducing the time required to get qualitative as well as quantitative information about parameter regions in the 3-D stochastic model including calcium dynamics (sparks, wave propagation, and recovery) observed in cardiac cells.     

一种基于GPGPU的SIFT加速算法

SIFT是目前应用最广泛的基于局部特征的图像特征提取算法之一,针对其运行速度制约其应用范围的问题,提出在图像处理器(GPGPU)上设计并实现将算法各核心模块映射到GPGPU的计算单元并针对GPUPU特性进行优化的SIFT并行加速算法。测试结果表明,基于GPGPU的SIFT并行算法相比于原始串行版本达到了118.2倍的加速,吞吐量达到了76.86图片/s,相比于已有的技术获得了明显的性能提升。     

LLC负载超高频谐振逆变器并联特性研究

针对LLC负载1 MHz超高频感应加热电压型谐振逆变器并联运行中,串联不同电感时逆变器的工作特性进行了理论分析,探究逆变器换流角度以及LLC品质因数的变化,对逆变器输出电压存在差异时换流角度的变化进行了研究。得出1 MHz的电压型谐振逆变器在存在电感差异、电压差异时换流角度是较小的,可以保证逆变器工作在小感性换流状态。最后通过MATLAB/Simulink仿真实验验证了理论分析的正确性,并对仿真结果进行了综合分析。     

基于GPU的元胞自动机熔岩流动模拟

为解决基于元胞自动机进行熔岩流动模拟的计算效率问题,提出一种应用在元胞自动机上的GPU并行计算方法。将元胞自动机中每一个方形网格映射到GPU的一个逻辑计算单元上,通过并行计算,提高模拟的效率,解决传统串行计算方法的不足,使模拟达到实时性。模拟结果表明,在元胞自动机的物理模型理论基础上,用GPU并行计算进行加速,在模拟效果和时间效率上均取得了良好的效果。     

压力传感器在线状态监测装置研发

目前煤炭输送皮带采用双托辊(2个传感器)或四托辊(4个传感器)并采取传感器输出信号并联方法,以此提高皮带秤的准确性和稳定性.然而该并联方法无法对传感器进行独立采集,同时影响了传感器的故障判断.采用MSC1210Y5单片机和信号分离器,设计并联称重传感器系统的压力传感器状态在线监测装置,实现多个压力传感器并联应用时的独立采集;设计压力传感器在线状态比对算法,将不断变化的称重累计量转换为定量值,解决称重累计量为变量而无法准确在线监测的技术弊端.测试结果表明该装置较好地满足了压力传感器独立采集的要求,为称重计量装置等集中监控提供有效手段.     

基于高性能计算的SWAT参数敏感度分析并行框架

随着大规模水文模拟需求的不断提高,如何解决计算需求问题逐渐成为水文研究的一个热点.SWAT(soil and water assessment tool)模型在进行大规模水文模拟时有着良好的适应性与准确度,但其敏感度分析模块由于计算量过高,计算时长往往长达数月之久.为了加快SWAT敏感度分析的运行速度,针对SWAT敏感度分析模块的特点,基于MPI提出了一种高效的主—从式并行计算框架,并在此框架的基础上,通过将正演过程并行化,在敏感度分析的主—从并行框架中引入通信子空间的操作,将并行化的正演与主—从式的外层并行框架相结合,得到一种混合式的敏感度分析并行框架,大大提高了对参数集合的敏感度分析速度,将SWAT敏感度分析模块使用的处理器数量从原始的单核串行一跃提升到百核的数量级.最后通过天山北坡流域的模拟验证了此并行框架的可行性.     

分子标记多位点排序的并行计算

为了对一组连锁的分子标记位点获得正确的排序进而构建生物遗传连锁图谱,提出了并行算法PMMASLH,针对F2作图群体,通过基于消息传递接口并行最大最小蚂蚁系统求解连锁的多个分子标记位点排序,使用隐马尔可夫模型计算一列有序标记位点所获得的极大似然值作为排序的目标函数。计算机模拟结果表明,该算法执行效率高、计算稳定,排序的功效优于著名的连锁作图软件Mapmaker。