PARALLEL ARITHMETIC NUMERICAL SIMULATION AND APPLICATION OF SECONDARY MIGRATION- ACCUMULATION OF OIL RESOURCES

From such actual conditions as the effects of characteristics of miltilayer petroleum geology and permeation fluid mechanics, a new numerical model is put forward and coupling splitting-up implicit interactive scheme is formed. For the actual situation of Dongying hollow (four-layer) and Tanhai region (three-layer) of Shengli Petroleum Field, the numerical simulation test results and the actual conditions are coincident.

等差分布微槽平行滑动轴承油膜承载力分析

为提升平行滑动轴承的油膜承载力,在平行滑动轴承上加工了间距为等差数列的槽织构,并建立轴承的油膜模型;基于入口吸入理论和连续性方程,对轴承的油膜承载力进行解析计算。解析解表明,在各个槽都空化的前提下,与均匀分布的槽织构相比,槽间距为等差分布的槽织构能提升油膜承载力,且油膜承载力随织构等差分布的公差的增大呈抛物线形式增大。基于Fluent多相流空化模型,计算了带有等差分布微槽轴承的油膜承载力,并结合解析计算和数值计算结果分析不同因素对油膜承载力的影响。结果表明:在满足空化条件时,解析计算与数值计算结果均显示出相同规律,验证了解析计算的正确性;与均布槽织构比较,在不同压差下,等差分布槽织构最大使油膜承载力提升了32.57%,在不同槽深时,等差分布槽织构最大使油膜承载力提升了24.43%,在不同油膜厚度下,等差分布槽织构最大使油膜承载力提升了27.51%。

基于模糊神经网络PID控制的双向DC/DC变换器

为提高交错并联双向DC/DC变换器的动态性能与抗干扰能力,提出一种基于模糊神经网络PID的控制方法.建立并联交错双向DC/DC变换器的小信号数学模型,得到输出电压与电感电流的传递函数;设计模糊神经网络PID控制器,应用到变换器双闭环控制的电压外环.仿真结果表明:与模糊PID控制、RBF神经网络PID控制相比,Buck模式下,模糊神经网络PID控制下的变换器输出电压达到稳态的时间为15 ms,超调量为1%,加入扰动后30 ms即可恢复稳态;Boost模式下的仿真结果与Buck模式相似,证明了模糊神经网络PID控制方法的优越性和有效性.

GF(2^(m))域双参数ECDSA算法优化设计

针对经典椭圆数字签名算法中存在的签名效率低以及伪造签名攻击等问题,文中提出了可证明安全性的双参数椭圆曲线数字签名方案,并通过硬件进行实现。在现有研究基础上,利用Lopez-Dahab投影坐标系减少签名过程中模逆运算的使用次数,并对群运算层采用部分并行运算以此提高点乘算法的运算效率。对于有限域运算,通过串并混合结构的快速模乘算法、快速模平方算法以及改进的Itoh-Tsujii模逆算法来实现。方案安全性分析结果表明,该方案可以有效抵抗伪造攻击和随机数替换攻击,可确保消息传递过程中的安全性。时序仿真结果表明,实现一次点乘运算占用23087个逻辑单元且运算过程仅需要476个时钟数,相比于同类点乘运算的时钟数减少了75%。

星载SAR实时成像处理器的FPGA实现

本文提出了一种用FPGA实现星载合成孔径雷达实时成像处理器的方法,用来实现星载SAR的CS算法(或RMA算法).该实时成像处理器由7片Xilinx公司的商业FPGA实现,其中4片作为并行的处理单元;一片为CS因子的生成单元;一片为SDRAM控制单元;一片为系统的控制单元.该系统将流水处理和并行处理相结合,从而极大的减少了处理时间.同时根据算法各运算对数据的精度要求不同,将浮点运算和定点运算结合在一块,减少了硬件开销.该系统工作在100MHz时,33秒左右能完成16k16k星载样本点的成像,并对加拿大Radarsat的雷达原始信号进行成像处理,成像质量能达到要求.

二维浅水流动的有限元并行数值模拟

建立了并行计算系统工作站机群 ,实现了浅水流动的并行数值模拟 .采用信息传递接口 (MPI)为通讯库 ,实现了基于图论的区域剖分方法 ,并且提出了一种显隐交错的数值格式 ,该格式具有数值计算精度高 ,适合并行计算的特点 .计算了较低雷诺数下 (R <30 0 )方柱绕流的情况 .并与Suzuki及Breuer的结果进行了比较 .

用于AVR闭环测试的同步发电机组实时仿真研究

针对用于AVR闭环测试的同步发电机组实时仿真提高仿真精度、改善仿真的实时性，通过严格的数学分析与仿真研究，证实了采用修改矩阵逆的方式代替LU分解求解离散化方程组时的有效性，进而提出了采用高阶发电机模型、计算速度快的解耦算法。按照发电机内在松散物理结构，采用将仿真计算分为2个部分，分别置于2片DSP芯片进行计算的并行处理技术。比较了解耦算法与原有算法的仿真结果。利用解耦算法和并行处理技术研制出了实时仿真实验装置，获得了较理想的仿真效果。

一种适于黑油模型并行的快速新解法——改进的GMRES算法

本文应用区域分解算法进行油藏模拟的并行计算研究,寻求可高效并行求解三维三相数值模拟问题的最优算法。在对流行的预处理共轭梯度算法及GMRES算法进行对比研究的基础上,提出了改进的GMRES算法,这种算法具有迭代参数不需优化、收敛快、可得到较精确解等优点。应用该解法对三维三相黑油模型软件进行并行化改造。通过模型及实际油藏计算,比软件原算法及GMRES算法的计算速度得到大幅度提高。并行效率较高,并行化后的模拟软件可以有效地解决大型整装构造油藏的数值模拟问题。

一种求解非线性方程组的并行算法

研究了求解非线性方程组的并行算法,分析了传统算法存在的不足,并提出了一种新的求解非线性方程组并行算法,通过新算法与传统算法的比较以及对新算法进行的性能分析表明,新算法有较好的并行度和较低的存储需求,可用于大规模的高性能计算.

电子选针中的数据存储量的分析

在分析选针循环形成机理的基础上 ,推荐一组减小选针循环的优化参数。对电子选针的数据形成、选针循环的最小数据存储量进行了阐述 ,探讨了选针循环数据的平行算法和交错算法 ,为电子提花圆纬机花型软件的开发提供一些理论基础。

一种用于并行H·264编码器的语法元素级分组并行算术编码器体系结构的评估

设计了一种语法元素指令流驱动的全流水CABAC(Contex-t basedAdaptive Binary Arithmetic Coding)熵编码VLSI结构,并对提出的语法元素级分组并行算术编码器的体系结构进行了设计和开销评估.该并行方法可以与现有符号级并行算法正交,可同时使用,适合大规模片上并行视频编码器;相比标准CABAC,增加约55%的晶体管即可实现2倍以上的符号处理加速比和>1Gbin/s的吞吐率.

Monte Carlo法模拟CO在Fe(100)表面的升温脱附

以类桥位的模型为基础，采用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ算法，结合键级守恒－Ｍｏｒｓｅ势方法（ＢＯＣ－ＭＰ），模拟了ＣＯ在Ｆｅ（１００）表面上平躺式吸附，考虑了金属与吸附质（Ｍ—Ａ）、吸附质与吸附质（Ａ—Ａ）之间的相互作用，以研究小分子在金属表面上的ＴＰＤ谱图，分析了ＣＯ的解离过程和脱附过程对ＴＰＤ谱图的影响，结果表明。

宽带分数延时滤波器的优化设计及FPGA实现

提出了一种可变分数延时宽带数字滤波器的优化设计方法,该方法首先采用内插的方法提高采样率,降低信号的归一化带,再采用Farrow结构来实现分数延时,通过抽取,恢复信号的初始采样率。其实现形式采用基于多相滤波的级联结构,使得内插和抽取相互抵消,降低滤波器的阶数,提高运算效率。采用基于FPGA的并行分布式算法,设计利用了器件的结构特点以及与器件特性独立的2种方法,在时域实现了高速、高阶的宽带分数延时滤波器,并在Altera Stratix FPGA上进行了仿真验证,最高工作频率分别为184 MHz和119 MHz。

基于并行改进遗传算法的三维电阻率反演方法

计算效率极低是阻碍遗传算法用于三维电阻率反演的瓶颈,使得很多对改善反演效果和搜索质量有利但又很耗时的改进方法无法应用到遗传算法中。针对上述问题,基于遗传算法天然的并行计算特性,提出了新的多重主从并行计算策略及其算法。提出了初始群体的严格均布产生方法,以提高初始群体接近最优解的概率;提出了基于交叉个体适应度差异的比例随机算术交叉算法,以保证优良个体的遗传竞争优势;建立了混合变异算法,将传统的随机变异算法与线性反演中确定性搜索优化算法相结合,即保持了变异的随机性又控制了优化方向。最后将并行改进遗传算法用于合成算例和实际应用案例中,发现并行改进遗传算法的计算效率显著提高,且在寻找最优解、压制假异常、提高反演效果方面具有明显优势,为实际工程中电阻率探测的三维成像提供了有效途径。

分布式星载SAR回波仿真的并行化计算研究

对分布式星载SAR系统地面回波仿真程序并行化算法进行了研究。重点介绍了分布式小卫星SAR系统多星协同工作的仿真策略、各并行节点任务的分配策略和并行节点间大量数据传输的策略。实验证明此并行化算法具有较高的加速性能,具有实际的应用前景。

二维非恒定渗流的有限元并行计算

建立了二维非恒定渗流的有限元并行计算模型,在windows操作系统下实现了基于消息传递的二维渗流的有限元并行计算。模型采用广义极小残余算法(GMRES)对方程组进行并行迭代求解,通过分析数据执行时的相关性和检验算法结构的固有串行性,将原有串行算法中的算法元直接并行化。对溪洛渡上游围堰的渗流分析进行了并行数值模拟,并针对水位骤降情况下非恒定渗流进行了并行计算,证明了模型的合理性。对模型进行了加速比测定,可以看出并行计算的效率随着问题规模的增加而逐渐提高。

高速红外图像判读系统设计研究

针对实时跟踪领域事后图像判读处理数据量大、时间冗长的问题,提出了一种新型高速图像判读系统.该系统基于多线程乒乓缓冲技术,实现了图像加栽、显示及处理三项工作相互独立和并行执行.通过对红外图像进行灰度拉伸,预处理,亚像元插值细分等操作,有效提高了判读准确度.实验表明,该判读系统提高了数字图像判读系统的工作效率,大大缩短了数据处理时向.

混合人工蜂群算法在并联机构尺度优化中的应用

以4-RUPaR并联机构为研究对象,以机构杆长为约束条件,利用解析几何中的坐标变换理论,得到其运动学反解模型,根据该模型,利用所有满足约束条件的'点集'描述并联机构定姿态工作空间大小。建立以并联机构驱动连杆长度、执行连杆长度和动平台尺寸为设计变量,以工作空间最大化作为优化目标的尺度优化模型。在求解多维优化问题时,为提高算法的搜索效率及解的质量,文中将差分进化(Differential Evolution, DE)算法融入人工蜂群(Artificial Bee Colony,ABC)算法,提出一种混合人工蜂群(Hybrid Artificial Bee Colony,HABC)算法,以增强算法的全局优化能力。应用HABC算法求解并联机构尺度优化设计,获得了较好的优化效果。

可重构并行嵌入式系统

针对目前应用于军事、航天特殊环境的嵌入式系统存在功能单一、灵活性差、可靠性有限等问题,构建高性能高可靠嵌入式系统RPES,采用SMP并行机制、多种容错策略、硬件支持的软件重注入机制和算法部件动态重构机制,支持系统容错策略以及性能和灵活性的提升。测试结果表明,该系统能适应大范围的特殊应用。

滩海地区运移聚集的精细数值模拟和分析

对滩海地区三层油资源运移聚集进行高精度精细平行数值模拟,提出数学模型和精细平行算子分裂隐式迭代格式,设计了并行计算程序,提出了并行计算的信息传递和交替方向网格剖分方法.并对不同的CPU组合进行并行计算和分析,对滩海地区数值模拟结果和实际情况吻合.对模型问题进行数值分析,得到最佳阶误差估计。