基于Boltzmann模型方程的气体运动论HPF并行算法

从修正的BGK Boltzmann模型方程出发,引入离散速度坐标技术对气体分子速度分量进行离散降维,基于非定常时间分裂数值计算方法和无波动、无自由参数的NND耗散差分格式,发展直接求解气体分子速度分布函数的气体运动论有限差分数值格式,提出一套能有效模拟各流域三维绕流问题的气体运动论统一算法.在分析研究气体运动论数值算法内在并行度的基础上,开展各流域三维绕流问题统一算法的HPF(高性能FOR TRAN)并行化程序设计,建立一套能有效模拟各流域复杂外形体绕流的HPF并行算法软件.并进行了不同Knudsen(克努森)数下三维球体绕流及类"神舟号"返回舱外形体绕流的初步数值实验,将计算结果与过渡区有关实验数据及各流域气体绕流现象进行比较分析,证实了发展的气体运动论HPF并行算法在求解稀薄流到连续流不同流域复杂绕流问题方面的可行性.

稀薄流到连续流的气体运动论统一算法研究

通过引入碰撞松弛参数和当地平衡态分布函数对BGK模型方程进行修正,确定含流态控制参数的各流域均适用的气体分子速度分布函数简化控制方程。发展和应用离散速度坐标法于气体分子速度空间,利用一套在物理空间和时间上连续而在速度空间离散的分布函数来代替原分布函数对速度空间的连续依赖性。基于非定常时间分裂数值计算方法和无波动、无自由参数的NND耗散格式,建立直接求解气体分子速度分布函数的气体运动论有限差分数值方法。发展可用于速度空间宏观取矩的离散速度数值积分方法,获取物理空间各点的流动参数,由此发展一套能有效模拟各流域三维绕流问题的气体运动论统一算法。研究气体运动论数值算法所适合的并行方案,基于统一算法的HPF并行实现,建立一套能有效模拟不同流域复杂外形体绕流的HPF并行算法软件。通过对不同Knudsen数的一维、二维、三维气体绕流问题进行数值计算表明,计算结果与有关实验数据及其它途径得到的研究结果吻合较好,证实了本文发展的统一算法在求解稀薄流到连续流不同流域复杂绕流问题方面的可行性。

混合滤波系统中无源滤波器的自适应进化设计方法

混合电力滤波系统同时具备无源滤波器的低廉成本和有源滤波器的良好滤波效果,但其综合性能受无源滤波器参数优化程度的影响很大。文中提出一种基于自适应遗传算法和PSpice仿真的无源滤波器优化设计新方法,其核心是基于元件标称值的高效编解码方案,基于权值均匀设计、动态调整和PSpice仿真的多目标合成与评估方法,以及兼顾种群多样性和遗传进程的遗传概率自适应策略。仿真结果表明,该方法可获得经过优化的实用性设计结果。

像素级遥感图像融合并行算法研究与实现

本文针对遥感图像IHS、HPF、DWT等典型的像素级融合算法,提出并实现了相应的基于数据并行的并行融合算法P-IHS、P-HPF、P-DWT,并在算法时空复杂度分析的基础上进行了通信、I/O优化。针对IKONOS卫星遥感图像在机群系统上的测试结果表明,我们提出的并行算法可获得良好的并行加速比,并行效率较高。这三类算法适合于对实时性要求比较高的遥感应用领域。

高分辨率遥感影像融合研究

遥感影像融合不仅可以提高原多光谱影像的空间分辨率,更重要的是最大量地保留影像的光谱信息。为了研究适合于QuickBird遥感影像融合的融合方法,本研究应用乘法复合算法(MLT)、改进的Brovey(MB)、高通滤波(HPF)以及基于平滑滤波的亮度调节算法(SFIM)四种融合方法对QuickBird影像进行了融合试验和分析。试验区以覆盖不同土地利用类型的一小景QuickBird影像为基础。采用了均值偏差、标准差、信息熵、平均梯度和相关系数五种数字统计方法来定量地评价由以上算法产生的融合影像。分析结果表明:SFIM算法在光谱保真性、高频信息融入度、影像清晰度方面都优于其他三种方法。因此,在研究的四种方法中,SFIM算法最适合Quick-Bird影像融合。