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天气预报模型WRF中复杂Stencil性能优化
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作者 邸健强 袁良 +1 位作者 张云泉 张思佳 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第4期56-66,共11页
天气研究与预报模式(WRF)是一种应用广泛的中尺度数值天气预报系统,在大气研究和业务预报领域发挥着重要作用。Stencil计算是科学工程应用中一类常见的嵌套循环计算模式,WRF中对大气动力学和热力学方程的数值求解引出了大量空间网格上... 天气研究与预报模式(WRF)是一种应用广泛的中尺度数值天气预报系统,在大气研究和业务预报领域发挥着重要作用。Stencil计算是科学工程应用中一类常见的嵌套循环计算模式,WRF中对大气动力学和热力学方程的数值求解引出了大量空间网格上的复杂Stencil计算,存在多维度、多变量、物理模型边界特殊性、物理和动力学过程的复杂性等模型特征。文中深入剖析了WRF中典型的Stencil计算模式,识别抽象出典型Stencil循环中存在的“中间变量”概念,围绕其设计实现了3种优化方案,即中间变量计算合并、中间变量降维存储以及中间变量提取,有效提高了数据局部性,改善了数据重用率和空间复用率,降低了冗余计算和访存开销。结果表明,经优化方案重构的WRF 4.2典型Stencil热点函数在Intel CPU和Hygon CPU上均可获得良好的性能加速,最高加速比达21.3%和17.8%。 展开更多
关键词 WRF Stencil计算 中间变量 优化方案 数据局部性 热点函数 性能加速
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陕北生态治理对当地降水影响的数值模拟 被引量:11
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作者 郭建侠 杜继稳 郑有飞 《高原气象》 CSCD 北大核心 2005年第6期994-1001,共8页
利用中尺度模式MM5V3.5模拟了陕北地区两种植被改进方案对一次降雨过程的敏感性试验,结果表明,陕北植被改善后,能够使区域性降雨的雨带北移,平均降水量增加,降雨时间延长。另外,还分别从环流、大气稳定性、水汽条件、垂直运动等四个方... 利用中尺度模式MM5V3.5模拟了陕北地区两种植被改进方案对一次降雨过程的敏感性试验,结果表明,陕北植被改善后,能够使区域性降雨的雨带北移,平均降水量增加,降雨时间延长。另外,还分别从环流、大气稳定性、水汽条件、垂直运动等四个方面对上述变化的机理进行了分析,认为植被治理使背景环流的气旋性增强,低层大气不稳定范围向北增强扩展,高空风场辐合汇集的水汽增多,同时垂直上升运动有所增强,导致局地雨带北移、降雨量增加、降雨时间延长。模拟结果同时表明,下垫面生态治理的范围和规模越大,上述影响也越显著。 展开更多
关键词 植被治理方案 局地降水 MM5V3.5模式 敏感性 数值模拟 陕西 环流 大气稳定性 水汽条件 垂直运动
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三维双曲方程非齐次边值问题的推广型LOD有限差分格式 被引量:3
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作者 张洪伟 王同科 《天津师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2009年第3期11-15,共5页
针对三维非齐次双曲方程第一边值问题提出了一种新型的LOD有限差分格式,此格式能够将高维问题完全分解为一系列一维问题进行求解,克服了LOD格式源项难以分解、过渡层条件不易确定的缺陷.证明了该LOD有限差分格式按照离散L2模具有二阶收... 针对三维非齐次双曲方程第一边值问题提出了一种新型的LOD有限差分格式,此格式能够将高维问题完全分解为一系列一维问题进行求解,克服了LOD格式源项难以分解、过渡层条件不易确定的缺陷.证明了该LOD有限差分格式按照离散L2模具有二阶收敛精度,与抛物型方程相比,源项的扰动达到了Δt4,从而使Δt的取法有更大的灵活性. 展开更多
关键词 三维双曲方程 非齐次边值问题 有限差分格式 新型LOD格式 误差估计
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二维双曲方程非齐次边值问题的推广型LOD有限差分格式 被引量:3
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作者 张洪伟 王同科 《天津师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2007年第1期53-56,共4页
针对二维非齐次双曲方程第一边值问题提出了一种新型的LOD有限差分格式,此格式能够将高维问题完全分解为一系列一维问题进行求解,克服了LOD格式源项难以分解、过渡层条件不易确定的缺陷.证明了此种LOD有限差分格式按照离散L2模具有二阶... 针对二维非齐次双曲方程第一边值问题提出了一种新型的LOD有限差分格式,此格式能够将高维问题完全分解为一系列一维问题进行求解,克服了LOD格式源项难以分解、过渡层条件不易确定的缺陷.证明了此种LOD有限差分格式按照离散L2模具有二阶收敛精度.数值算例表明计算效果良好. 展开更多
关键词 二维双曲方程 非齐次边值问题 有限差分格式 新型LOD格式 误差估计
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半潜式平台局部切割模拟及施工支撑方案改进 被引量:1
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作者 武卓威 刘俊 +1 位作者 寇雨丰 徐胜文 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期171-178,共8页
局部切割和构件替换是半潜式平台特检过程中的可能施工项目,但局部切割后平台原有的结构形式将发生显著改变,使应力重新分布,可能产生较为危险的高应力区域。本文采用有限元方法,按照特检切割方案对某半潜式平台立柱大肘板切割进行了模... 局部切割和构件替换是半潜式平台特检过程中的可能施工项目,但局部切割后平台原有的结构形式将发生显著改变,使应力重新分布,可能产生较为危险的高应力区域。本文采用有限元方法,按照特检切割方案对某半潜式平台立柱大肘板切割进行了模拟,基于第1轮切割施工现场实测数据对分析模型及方法的正确性进行了验证,并对大肘板切除后平台的应力状态进行了考察,结果表明大肘板切除后平台剩余结构的特定位置将产生显著的应力集中,按照原方案设置的支撑构件无法有效降低这些区域的应力水平。根据数值计算结果和局部结构形式,提出了2种支撑改进方案,并验证了改进方案的优越性。本文研究结果对半潜式平台的局部切割施工方案的制定具有重要借鉴意义。 展开更多
关键词 半潜式平台 局部切割 有限元法 应力分布 支撑方案改进
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全自动运行线路站台门就地控制盒电路改进方案设计 被引量:4
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作者 贾萍 刘德伟 杨志慧 《都市快轨交通》 北大核心 2022年第5期117-121,共5页
为识别全自动运行线路接发车过程中站台门控制电路可能存在的安全风险,通过对控制自动接发车条件的站台门控制系统相关外部接口控制电路、内部“门关闭并锁紧”状态安全回路、就地控制盒工作模式的分析,同时结合站台门控制系统的结构和... 为识别全自动运行线路接发车过程中站台门控制电路可能存在的安全风险,通过对控制自动接发车条件的站台门控制系统相关外部接口控制电路、内部“门关闭并锁紧”状态安全回路、就地控制盒工作模式的分析,同时结合站台门控制系统的结构和控制方式,剖析现有电路(特别是站台门就地控制盒电路)设计在全自动运行应用中可能存在的风险,根据识别出的风险,提出全自动运行线路站台门就地控制盒既有电路的利弊分析和改进方案设计,在兼顾安全和运营效率的前提下,给出适用于全自动运行线路的建议方案。 展开更多
关键词 全自动运行 站台门 就地控制盒 电路风险 改进方案
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