收藏本站
收藏 | 论文排版

基于机群计算的热物性反问题高效分布式并行算法设计

韩光明  
【摘要】:随着科技的发展,计算机的计算能力越来越强,计算速度越来越快,但人类对高性能计算的需求也越来越高。除了增强处理器本身的计算能力外,并行处理是一种提高计算能力的有效手段。以前并行处理要采用昂贵的超级计算机,但随着个人计算机成本和网络成本的下降,现已广泛用分布式网络计算机系统进行并行处理。本文是在MPI网络并行环境中,将求解二维热物性方程参数的反问题用正则化方法结合并行遗传算法进行数值求解。 本文首先介绍本课题研究的背景与意义,然后介绍了并行计算的基本理论、计算机机群系统、MPI消息传递机制和遗传算法的原理和特征,接着介绍了热传导反问题的正则化解法,在此基础上,建立了基于Linux系统和MPI的PC机群实验环境。然后基于网络并行环境中并行算法的设计原则,结合遗传算法的并行性,对融合了噪音干扰的陶瓷/金属材料热物性反问题用正则化方法进行数值求解。在温度测量的同时,不可避免地存在各种类型的噪声干扰,这些噪声干扰就会引起测量误差,而求解反问题的时候往往会把这些误差成倍放大,导致结果的不可用性。正则化方法通过添加正则项的方法能够使得噪音干扰引起的误差在求解反问题时候不被放大,故而能使热物性反问题得到加速收敛。本文研究了热物性反问题的正则方法在并行遗传算法中所起的优化作用,并对实验结果进行分析。最后总结了本文所做的工作,并指出有待于进一步研究的问题。 本文总共分为六章,其内容如下: 第1章,主要介绍本课题研究的背景与意义及本文所做的主要工作。 第2章,主要介绍并行计算机的发展及分类、并行计算的基本理论以及并行遗传算法。 第3章,介绍了MPI系统,并且详细的给出了在实际计算中所使用的MPI机群系统的配置。 第4章,详细介绍了反问题的正则化算法,并给出算法模型。 第5章,介绍了反问题模型的数值求解和正则化方法,建立了求解反问题的实验环境,分析比较了实验数据。 第6章,给出了本文的结论,并对下一步的工作做了展望。 本文得到了国家自然科学基金项目(批准号:60173046)的资助。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 孙家昶;并行计算环境与数值并行算法研究[J];小型微型计算机系统;1995年02期
2 雒战平,刘之行;有限元并行计算的MPI程序设计[J];西安交通大学学报;2004年08期
3 苑明哲,于海斌,周悦;流水线型并行控制器[J];控制理论与应用;2004年04期
4 李俊照,罗家融;基于linux集群的并行计算[J];计算机测量与控制;2004年11期
5 刘羽,卢振晓,邱南辉;基于PVM的机群实验系统的建立及应用[J];广西工学院学报;2005年02期
6 武俊生,谢桂芳;浅谈“并行计算”与COW实践[J];电力学报;2005年02期
7 边根庆,邵必林,魏小宁;基于CDT的几乎同态问题探讨[J];微电子学与计算机;2005年08期
8 葛德彪;杨利霞;;各向异性介质FDTD分析及其并行计算[J];系统工程与电子技术;2006年04期
9 蒋鹏;;块对角线性方程组的一种分布式并行迭代算法[J];西安邮电学院学报;2006年03期
10 高家全;何桂霞;;并行遗传算法研究综述[J];浙江工业大学学报;2007年01期
11 宋宇鲲;高明伦;邓红辉;王锐;胡永华;;DReAC:一种新型动态可重构协处理器[J];电子学报;2007年05期
12 刘巧英;乔玉兰;孙玉强;;并行技术领域中调度算法研究[J];中国科技信息;2009年05期
13 宋君强;龚西平;张理论;赵文涛;吴建平;;细长矩阵的块正交化方法[J];计算机工程与科学;2010年04期
14 杨文有;;基于MPI的动态负载均衡任务分配方法设计实现[J];淮南师范学院学报;2010年03期
15 刘智良;;差分打靶法中的并行计算[J];计算机工程与科学;1982年03期
16 费景高;并行显式Runge-Kutta公式的实现[J];计算机工程与设计;1994年05期
17 邹华胜,周志刚,李瑛;面向对象并行计算模型的分析与应用[J];中国煤炭经济学院学报;1996年04期
18 刘勇,朱国强;基于TCP/IP的网络并行计算的实现[J];计算机工程;2000年08期
19 ;’2001全国开放式分布与并行计算学术会议征文通知[J];计算机研究与发展;2001年05期
20 ;2003年全国开放式分布与并行计算学术会议(DPCS2003) 征文通知[J];小型微型计算机系统;2002年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 范晓樯;李桦;田正雨;;超声速/高超声速飞行器复杂流场大规模并行数值仿真[A];计算流体力学研究进展——第十二届全国计算流体力学会议论文集[C];2004年
2 齐进;叶文华;;三维激光烧蚀瑞利-泰勒不稳定性并行计算[A];中国空气动力学学会第十届物理气体动力学专业委员会会议论文集[C];2001年
3 张望;王辉;;个性化服务中的并行K-Means聚类算法[A];2007年全国开放式分布与并行计算机学术会议论文集(下册)[C];2007年
4 丛鹏;;MPI并行计算实现工业CT图像重建[A];2004年CT和三维成像学术年会论文集[C];2004年
5 丁国昊;罗凯;李伟;李桦;;乘波飞行器气动特性数值模拟与并行计算[A];第三届高超声速科技学术会议会议文集[C];2010年
6 罗文彩;陈小前;;并行计算的多方法优化协作[A];第二十四届中国控制会议论文集(上册)[C];2005年
7 耿江东;薛正辉;高本庆;;应用并行GTD算法计算阵列天线近场受扰[A];第17届全国电磁兼容学术会议论文集[C];2007年
8 唐维军;张景琳;蔚喜军;;三维流体界面不稳定性的并行计算[A];中国工程物理研究院科技年报(2000)[C];2000年
9 左风丽;莫则尧;叶文华;;计算流体三维分裂格式的高效并行计算[A];中国工程物理研究院科技年报(2003)[C];2003年
10 杜志文;曾文华;;网格计算在文本分类中的应用[A];2006年全国开放式分布与并行计算机学术会议论文集(三)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈军;分布式存储环境下并行计算可扩展性的研究与应用[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2000年
2 蒋代军;偏微分方程中参数识别问题的理论分析和数值方法[D];武汉大学;2012年
3 尹欣;三维弹性问题边界元法并行计算及其工程应用[D];清华大学;2000年
4 陈晓春;基于并行计算的大涡模拟方法及其工程应用基础研究[D];西安建筑科技大学;2004年
5 王开健;基于特大增量步算法的网络并行计算[D];清华大学;2005年
6 张理论;面向气象预报数值模式的高效并行计算研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
7 寇哲君;可扩展冲击—接触并行计算及其在汽车碰撞模拟中的应用[D];清华大学;2003年
8 刘丽;人工免疫网络研究及应用[D];江南大学;2008年
9 王林军;正则化方法及其在动态载荷识别中的应用[D];湖南大学;2011年
10 方晟;基于正则化的高倍加速并行磁共振成像技术[D];清华大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 韩光明;基于机群计算的热物性反问题高效分布式并行算法设计[D];武汉理工大学;2006年
2 毛海舟;求解第一类Fredholm积分方程的正则化方法及应用[D];上海交通大学;2010年
3 张卫华;具Robin边值的反向热传导问题的几种正则化方法[D];兰州大学;2010年
4 李中锋;两个数学物理反问题的Landweber迭代正则化方法[D];兰州大学;2010年
5 刘媛媛;动力系统方法在反问题数值求解中的应用[D];吉林大学;2009年
6 高源;正则化最小二乘结合偏微分方程的图像复原技术研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
7 李文琪;矩形区域上具有非齐次Neumann数据的Laplace方程Cauchy问题的正则化方法研究[D];兰州大学;2011年
8 王远磊;基于正则化与粒子群算法的PCS纳米颗粒测量反演算法研究[D];山东理工大学;2010年
9 刘战合;基于复合形方法的翼型优化设计及并行计算研究[D];西北工业大学;2004年
10 程华;一种基于正则化偏微分方程的图像恢复算法[D];福州大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 轶嘉;英特尔全球首个并行计算中心落户无锡[N];人民邮电;2009年
2 江锡民;英特尔并行计算中心落户无锡[N];新华日报;2009年
3 刘琦;伯克利专家展望未来并行计算[N];中国计算机报;2008年
4 均儿;通用计算核动力[N];电脑报;2009年
5 英特尔并行计算实验室研究员 TimothyMattson;并行计算:减少串行软件[N];中国计算机报;2007年
6 本报记者 马文方;英特尔为何要牵头并行计算[N];中国计算机报;2009年
7 英特尔 赵军(Jun Zhao);PC机并行计算革命尚未成功[N];中国计算机报;2009年
8 ;并行计算成PC产业发展瓶颈[N];人民邮电;2008年
9 刘霞;计算能力的提升需要一场革命[N];科技日报;2010年
10 张云泉;并行计算:迎接多核时代的挑战[N];计算机世界;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978