收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

三维多子区激光推进并行算法研究

曾瑶源  
【摘要】: 激光推进是一种全新的推进技术,与传统的化学火箭推进相比具有有效载荷高、发射成本低等优势,对未来国家安全和国防综合实力的提高具有深远意义。激光推进系统中能量转换过程、流场演化规律及推力产生过程的数值模拟是激光推进从基础研究到实用化过程中的一个重要环节,它可以精细刻画实验很难测量的流场时空详细演化过程。该数值模拟计算量大,计算周期长,必须使用并行技术来缩短计算时间,加快各种条件下激光推进的机理研究。 针对大气呼吸模式下脉冲激光推进涉及到的光线聚焦、能量沉积和流场演化过程进行数值模拟,控制方程采用Euler方程,求解激光能量源项采用辐射输送方程,空间离散采用有限体积格心法,时间推进采用五步Runge-Kutta法,流场边界分别考虑了开口边界、固体壁面和简易边界,并对多子区交界面进行了耦合处理。基于该数值模拟,采用区域分解策略对计算区域进行并行剖分,充分利用光线的空间局部性,并规定流场网格的加权负载,实现了负载平衡;建立能量源项及流场区域的全局数组与局部数组,从而加强对数组空间的利用,提高了Cache命中率;计算结点间通过消息传递进行交互,利用计算通信相重叠、合并小消息通信等方法对其进行了优化;简化了流场各子区交界面的复杂耦合过程,将通信代价由O(N_2)减少为O(N)(N为结点数目);采用并行I/O对流场演化数据进行保存。 实现了适合多种聚焦系统及光船构型的三维多子区激光推进并行算法,并在不同并行环境上对该算法的正确性和并行性能进行了大量测试。对测试结果的分析表明:该算法的误差控制在极小的范围和幅度内,计算结果可信;该算法的效率随计算规模的增大相应提高,对大规模计算呈拟线性加速比,有着较高的并行效率,可扩展性较好;该算法对不同的计算构型均表现出较高性能,通用性较好。 设计并实现的三维多子区激光推进并行算法极大地缩短了激光推进的理论研究周期,并对实验研究有着不容忽视的促进作用。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李俊美;国内首次进行空气呼吸模式激光推进试验[J];导弹与航天运载技术;2002年06期
2 李德波;樊建人;易富兴;卢树强;岑可法;;可压缩颗粒圆孔射流并行直接数值模拟算法研究[J];工程热物理学报;2011年08期
3 李修乾;洪延姬;崔村燕;文明;何国强;;激光与液体相互作用及其在激光推进中的应用[J];应用激光;2006年02期
4 ;科学家试验用激光驱动飞机[J];发明与创新(综合版);2009年09期
5 窦志国;冯海兵;黄辉;文明;;聚焦方向对吸气式激光推进冲量耦合系数的影响[J];推进技术;2010年01期
6 陈幼松;激光推进的超轻型火箭[J];知识就是力量;1998年07期
7 唐志平,龚平,胡晓军,蔡健,谭荣清,吕岩;大气吸气模式激光推进的实验研究[J];航空学报;2005年01期
8 梁义;陈建军;陈立岗;郑耀;;并行平面Delaunay网格生成[J];浙江大学学报(工学版);2008年04期
9 李立毅,罗光耀,李小鹏;新型推进技术的基本原理及其应用前景[J];电工技术杂志;2003年04期
10 洪延姬,崔村燕,王鹏,李俊美;吸气式激光推进环聚焦光船设计方法[J];装备指挥技术学院学报;2003年02期
11 朱定强,郑力铭,蔡国飙;激光推进技术中激光与工质相互作用[J];北京航空航天大学学报;2004年07期
12 王永寿;激光推进微型无人机及其系统最优化[J];飞航导弹;2005年07期
13 茆军兵;李洋;程黎鹿;周惟公;郑志远;;液体工质激光推进耦合的实验研究[J];物理实验;2009年01期
14 童慧峰;唐志平;;激光推进的基本原理和实验进展综述[J];高能量密度物理;2007年01期
15 田竹梅;;激光推进:一种新型的推进技术[J];甘肃联合大学学报(自然科学版);2008年01期
16 徐至展;;上海光机所X射线激光研究进展[J];光学精密工程;1991年01期
17 李翀;窦志国;李修乾;;激光推进工质性能数据库[J];推进技术;2007年05期
18 刘海瑞,王正言,陈栋泉;电子束泵浦下KrF准分子反应动力学研究和能量沉积计算[J];中国核科技报告;1990年S4期
19 胥杰;赵尚弘;张磊;方绍强;;基于光纤激光组束的激光推进技术[J];激光与红外;2007年04期
20 豆建辉;洪延姬;文明;叶继飞;;辅助点火对激光推进LSD的影响[J];装备指挥技术学院学报;2009年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐金秀;张天刚;;NCC区域气候模式算法分析及并行化实现[A];2006年全国开放式分布与并行计算学术会议论文集(一)[C];2006年
2 梁义;陈建军;陈立岗;郑耀;;二维并行网格生成及划分[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
3 王元元;曾建潮;谭瑛;;基于并行计算模型的并行微粒群算法的性能分析[A];2007年全国开放式分布与并行计算机学术会议论文集(上册)[C];2007年
4 王轶;席裕庚;;并行的极点配置算法及其新构想[A];1994年中国控制会议论文集[C];1994年
5 李朝鹏;李肯立;;基于分层聚类的并行数据预处理算法[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
6 杜云飞;王攀峰;富弘毅;周海芳;杨学军;;矩阵LU分解的容错并行算法设计与实现[A];2008年全国开放式分布与并行计算机学术会议论文集(下册)[C];2008年
7 曹淑瑛;郭圣权;樊水康;;并行极点配置算法探讨[A];1995年中国控制会议论文集(下)[C];1995年
8 姜弘道;余天堂;;有限元并行分析的进展——第九届全国结构工程学术会议特邀报告[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2000年
9 王韶娟;曾国荪;;分形维数的一个并行算法[A];2005年全国开放式分布与并行计算学术会议论文集[C];2005年
10 陈宁涛;王能超;施保昌;;生物多序列比对的并行算法[A];2005年全国开放式分布与并行计算学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 阳述林;高维中子输运方程的离散格式与并行算法研究[D];中国工程物理研究院;2003年
2 张卫民;气象资料变分同化的研究与并行计算实现[D];国防科学技术大学;2005年
3 吴超;信息检索中top-k问题的并行算法及优化研究[D];中国科学技术大学;2011年
4 韩丛英;若干优化问题的并行算法研究[D];上海交通大学;2008年
5 程海英;近断层危害场三维数值模拟及其并行处理研究[D];上海大学;2008年
6 周杰;合成孔径雷达数据处理应用的细粒度并行算法与结构[D];国防科学技术大学;2010年
7 曹伟;注塑成型中粘性不可压缩非等温熔体的三维流动模拟[D];郑州大学;2004年
8 白洪涛;基于GPU的高性能并行算法研究[D];吉林大学;2010年
9 许秋燕;二维泊松方程和扩散方程的一类显式并行算法[D];山东大学;2010年
10 佘春东;数据挖掘算法分析及其并行模式研究[D];电子科技大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曾瑶源;三维多子区激光推进并行算法研究[D];国防科学技术大学;2008年
2 何晓明;曲边界区域上二阶偏微分方程的基于区域分解和双二次等参有限元的分裂外推法[D];四川大学;2005年
3 辛师勃;并行信号处理系统研究[D];南京理工大学;2004年
4 吴青;基于地理信息系统的配电网优化规划的研究[D];广西大学;2004年
5 刘淼;基于平衡分割的并行序列比对[D];西安电子科技大学;2007年
6 潘海琳;高拱坝体形优化决策系统研究[D];河海大学;2006年
7 焦建英;求解微分方程的区域分解两重网格算法[D];西安理工大学;2007年
8 游聪伟;基于GPU平台的KLU并行算法的研究:对角线块的LU分解[D];内蒙古大学;2011年
9 于战华;跨声速欧拉方程并行算法研究及应用[D];南京航空航天大学;2004年
10 平晓慧;最短路径问题的并行算法研究[D];大连理工大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;并行算法研究进展[N];中国计算机报;2004年
2 特约通讯员 林浩、记者 胡春华;三任班子接力扶持一项科研创新[N];解放军报;2006年
3 周新心 武晓鹏;航天推进新技术开拓太空新时代[N];解放军报;2005年
4 李讯 特约记者 刘程 本报记者 于莘明;银河有颗闪亮的星[N];科技日报;2005年
5 ;名师上讲台:每堂课都是精心编排的演出[N];科技日报;2006年
6 陈文光 郑纬民;高性能计算的三大研究领域[N];计算机世界;2006年
7 清华大学计算机系 薛巍;电网仿真考验高性能计算[N];计算机世界;2006年
8 曙光信息产业有限公司研发中心 温鑫;并行计算软件开发概述[N];中国计算机报;2007年
9 文力;塑造中国铁路改革全新模式[N];国际经贸消息;2000年
10 本报特约撰稿人 白同云;手持机生态效应及电磁防护[N];中国电子报;2000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