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WRF与NPB科学计算程序在云平台上的性能研究 被引量：2
1
作者 张心言 任开军 +1 位作者 赵成武 邓科峰 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2018年第7期1816-1821,共6页
为了探究IaaS云平台在运行科学计算程序方面存在的优势与不足,采用虚拟化技术基于高性能计算物理集群创建了NUDT_SCICloud科学云平台,并选择通用NPB标准测试集和包括若干数据与计算流程的大规模气象数值模拟软件WRF模式对该平台进行了... 为了探究IaaS云平台在运行科学计算程序方面存在的优势与不足,采用虚拟化技术基于高性能计算物理集群创建了NUDT_SCICloud科学云平台,并选择通用NPB标准测试集和包括若干数据与计算流程的大规模气象数值模拟软件WRF模式对该平台进行了全面性能测试,最后将测试结果与物理集群进行了分析对比。实验结果表明,NUDT_SCICloud云平台运行大规模科学计算程序具有可行性,但与物理计算集群相比性能有一定的差距。 展开更多
关键词 云计算 高性能计算 科学云 天气预报模式
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自顶向下聚集型代数多重网格预条件的健壮性与参数敏感性研究
2
作者 吴建平 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2018年第9期2617-2620,共4页
针对自顶向下聚集型代数多重网格预条件,首先对问题规模敏感性进行了研究,并与基于强连接的经典聚集型算法进行了系统比较,发现大部分情况下,该算法具有明显优势,特别是在采用Jacobi光滑时优势更显著;之后,对最粗网格层的分割数与每次... 针对自顶向下聚集型代数多重网格预条件,首先对问题规模敏感性进行了研究,并与基于强连接的经典聚集型算法进行了系统比较,发现大部分情况下,该算法具有明显优势,特别是在采用Jacobi光滑时优势更显著;之后,对最粗网格层的分割数与每次每个子图进行分割时的分割数这两个参数进行了敏感性分析。综合分析表明,自顶向下聚集型代数多重网格预条件具有较好的健壮性,特别是在采用Gauss-Seidel光滑,或采用九点差分离散时,健壮性表现更加充分。 展开更多
关键词 稀疏线性代数方程组 聚集型代数多重网格 预条件 克里洛夫子空间方法 图分割
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移动脉动源的传播特性在池壁效应判别中的应用研究（英文）
3
作者 肖汶斌 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期276-286,共11页
受水池宽度的限制,波浪中航行的船模可能受到池壁效应的干扰,这种干扰作用的实质是船体的辐射—绕射波经池壁反射后作用于船模的结果。文章以点源为研究对象,采用等相分析法获得了Bessho型移动脉动源格林函数的远场传播波系。分析表明:... 受水池宽度的限制,波浪中航行的船模可能受到池壁效应的干扰,这种干扰作用的实质是船体的辐射—绕射波经池壁反射后作用于船模的结果。文章以点源为研究对象,采用等相分析法获得了Bessho型移动脉动源格林函数的远场传播波系。分析表明:移动脉动源的传播波模态与斯特劳哈尔数τ的大小密切相关,当τ<0.25时远场波系中包含环形波、内侧楔形波及外侧楔形波三个模态;当τ>0.25时远场波系中包含环形—扇形波、扇形波及内侧楔形波三个模态。进一步分析可知,当τ<0.272时,环形波或环形-扇形波将出现在船模前方,此时的池壁效应不可避免;当τ>0.272且船艏点源兴波的半楔角大于几何临界半楔角时,此时将存在池壁效应的干扰。文中在单船试验池壁效应判别分析的基础上,计及船模辐射—绕射波的池壁反射作用对自身和另一船模的干扰,依据船型要素、两船相对位置和池壁几何参数,提出了采用四个几何临界半楔角的最小值判别波浪中并行航行两船模池壁效应的数值方法。 展开更多
关键词 池壁效应 移动脉动源 等相线 几何临界半楔角 两船水动力干扰
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波浪中航行两船模池壁干扰效应的数值研究（英文）
4
作者 肖汶斌 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期295-308,共14页
对规则波中顶浪并行航行的两船模,基于频域移动脉动源格林函数建立了有效表达池壁效应的三维数学模型,该模型采用分布源积分方法求解近距航行两船模的波浪作用力和运动响应,并利用镜像原理将水池格林函数表示为开阔水域的格林函数和由... 对规则波中顶浪并行航行的两船模,基于频域移动脉动源格林函数建立了有效表达池壁效应的三维数学模型,该模型采用分布源积分方法求解近距航行两船模的波浪作用力和运动响应,并利用镜像原理将水池格林函数表示为开阔水域的格林函数和由镜像点源组成的无穷级数。分析移动脉动源格林函数的远场传播模态及其特性可知,当τ>0.272(τ为斯特劳哈尔数)时各传播波模态均不在点源的上游出现,故此时点源波系的影响范围可由环形—扇形波的半楔角确定,在此基础上计及船模辐射—绕射波的池壁反射作用对自身和另一船模的干扰,依据船型要素、水池宽度和两船相对位置,采用六个几何临界半楔角表征船体的辐射—绕射波,提出了并行航行两船模的池壁效应判别方法。数值研究表明:不同镜像次数下水池格林函数的数值差异主要体现在距船艏较远处,在兼顾计算精度与效率的原则下可选取有限项级数的水池格林函数作为积分内核,而池壁效应对近距航行两船运动响应的影响主要体现在长波区。 展开更多
关键词 两船 池壁效应 格林函数法 移动脉动源 模型试验
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自适应人工蜂群优化的混沌系统参数估计 被引量：7
5
作者 任开军 邓科峰 +1 位作者 刘少伟 宋君强 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期135-140,共6页
为了对混沌系统未知参数进行准确估计,改进了人工蜂群优化算法,提出自适应人工蜂群算法的混沌系统参数估计方法。将混沌系统参数估计问题转化为多维变量数值优化问题,利用人工蜂群算法对未知参数进行导向随机搜索。在搜索过程中,通过种... 为了对混沌系统未知参数进行准确估计,改进了人工蜂群优化算法,提出自适应人工蜂群算法的混沌系统参数估计方法。将混沌系统参数估计问题转化为多维变量数值优化问题,利用人工蜂群算法对未知参数进行导向随机搜索。在搜索过程中,通过种群优化程度和解的质量自适应地调整更新步长和解的尝试次数。以Lorenz混沌系统为例进行的仿真实验表明,该方法在无噪声和噪声强度较大的情况下均能够获得较好的估计结果,表现出较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 混沌系统 参数估计 人工蜂群 数值优化
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气象数据检索区域查询优化及并行算法设计 被引量：8
6
作者 许婧 任开军 李小勇 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2017年第3期42-47,共6页
随着数值天气预报水平和分辨率的不断提高,气象科学数据呈海量增长趋势,导致气象资料归档与检索系统(MARS)处理大数据服务请求的效率较低。针对此情况,开展了基于MARS检索区域查询方式的优化研究,结合数学补集思想与多路数组聚集计算原... 随着数值天气预报水平和分辨率的不断提高,气象科学数据呈海量增长趋势,导致气象资料归档与检索系统(MARS)处理大数据服务请求的效率较低。针对此情况,开展了基于MARS检索区域查询方式的优化研究,结合数学补集思想与多路数组聚集计算原理,提出了一种高效的补集转换区域查询方法(CTRQ),从而实现大范围区域查询下的"大数据"计算转换为"小数据"计算。其基本思路是通过超立方体聚集维尺寸与区域查询服务请求的属性值集合大小比较,执行"过半求补"的索引计算操作,利用二次求补实现气象场数据物理存储信息的检索。实验表明,相比原始的索引计算方法,该方法能够有效降低数据检索时元数据索引计算的系统开销。在此基础上,结合并行处理方法,设计并实现了CTRQ并行算法,相比其改进后的串行算法最大获得1.9倍加速比,进一步提高了MARS的检索效率。 展开更多
关键词 MARS 超立方体 区域查询 元数据索引计算 并行处理
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云平台上基于关键路径截取的有向无环图应用调度算法 被引量：4
7
作者 刘少伟 任开军 +1 位作者 邓科峰 宋君强 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期97-104,共8页
针对云平台上有向无环图科学应用执行容易产生虚拟机资源过剩、资源使用率低及费用虚高的问题,给出一种基于关键路径截取的有向无环图应用调度算法。该算法采取关键路径截取技术,循环找出最晚完成的未分配任务,从该任务出发,在所有未分... 针对云平台上有向无环图科学应用执行容易产生虚拟机资源过剩、资源使用率低及费用虚高的问题,给出一种基于关键路径截取的有向无环图应用调度算法。该算法采取关键路径截取技术,循环找出最晚完成的未分配任务,从该任务出发,在所有未分配任务构成的图中找出最大连通子图,并计算该子图的关键路径,然后将关键路径上的任务集调度到性能匹配的虚拟机上执行;同时通过任务回填技术充分利用虚拟机的空闲时间槽,提高资源使用率。实验结果表明,在云计算平台上,该算法不仅能够在截止时间内完成有向无环图科学应用,而且可以提高资源使用率,有效减少完成该应用所需整体费用。 展开更多
关键词 云计算平台 关键路径 虚拟机 有向无环图 资源配置
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非结构动网格分区并行计算方法 被引量：1
8
作者 程兴华 刘巍 张理论 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期81-85,共5页
针对包含运动边界的非定常流动问题,基于弹簧近似法设计了一套非结构动网格分区并行计算流程,引入了METIS软件进行非结构网格二次剖分,研究了对接边界通信类型及其处理方法,基于消息传递并行编程模式实现了非结构动网格求解器的并行化... 针对包含运动边界的非定常流动问题,基于弹簧近似法设计了一套非结构动网格分区并行计算流程,引入了METIS软件进行非结构网格二次剖分,研究了对接边界通信类型及其处理方法,基于消息传递并行编程模式实现了非结构动网格求解器的并行化。测试结果表明:该求解器具有较高的并行效率,网格变形模块对非结构动网格并行计算性能具有重要影响。 展开更多
关键词 非结构网格 动网格 区域分解 并行计算
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有限水深Kelvin源格林函数的传播特性及其应用
9
作者 肖汶斌 刘巍 +1 位作者 程兴华 王勇献 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期185-191,共7页
为探究有限水深环境下自由面兴波在远场的传播特性,应用线性水动力学的基本理论,从有限水深Kelvin源格林函数的积分表达式中提取相函数,采用同相分析法求得亚临界和超临界速度区下远场传播波系的等相线。结果表明,水深傅汝德数Fh<1... 为探究有限水深环境下自由面兴波在远场的传播特性,应用线性水动力学的基本理论,从有限水深Kelvin源格林函数的积分表达式中提取相函数,采用同相分析法求得亚临界和超临界速度区下远场传播波系的等相线。结果表明,水深傅汝德数Fh<1时远场传播波包括横波和散波两个波系,F_h>1时远场波系仅由散波构成,点源兴波的影响范围可由Kelvin角的大小确定,当F_h趋近于1时Kelvin角迅速增大至90°。依据船型要素、两船相对位置和池壁几何参数,并计及船模的定常兴波经池壁反射作用后对自身和另一船模的干扰,提出了有限水深条件下并行航行两船模池壁效应的判别方法,并结合实例检查分析了某试验工况下的池壁效应。 展开更多
关键词 有限水深 Kelvin源 同相分析法 池壁效应 两船水动力干扰
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一种基于正弦变换的三维泊松方程并行求解算法 被引量：1
10
作者 林士伟 张卫民 +1 位作者 方民权 李松 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2017年第8期1419-1424,共6页
泊松方程的数值解法在许多物理或者工程问题上得到广泛应用,但是由于大部分三维泊松方程的离散化格式不具有明显的并行性,实际中使用整体迭代的思想,这使得计算效率和稳定性受到了限制。摒弃了传统数值解法中整体迭代的思想,结合离散正... 泊松方程的数值解法在许多物理或者工程问题上得到广泛应用,但是由于大部分三维泊松方程的离散化格式不具有明显的并行性,实际中使用整体迭代的思想,这使得计算效率和稳定性受到了限制。摒弃了传统数值解法中整体迭代的思想,结合离散正弦变换理论(DST),基于27点四阶差分格式,将三维泊松方程求解算法在算法级进行修改和并行优化,把整个求解问题转化成多个独立的问题进行求解,稳定性和并行性能得到大幅提升。对于确定的离散化形式,可以使用同一套参数解决不同的泊松方程,大大提高了编程效率。基于共享存储并行模型实现了该算法,实验结果显示,对于给出的实例,新算法具有较好的加速效果,计算结果精度误差约为10e-5,在可接受范围内,并且计算精度随着维数的升高具有一定提升。 展开更多
关键词 三维泊松方程 离散正弦变换 并行 OPENMP
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