检索结果-内蒙古大学图书馆

国防科技大学学报 2020年第2期42卷 1-12页

作者：王华维何柳曹轶肖丽北京应用物理与计算数学研究所计算物理重点实验室北京100088 中物院高性能数值模拟软件中心北京100088

体绘制是刻画大规模科学数据中复杂物理特征的有效途径,然而,数据量极大、特征难以捕捉等问题依然是目前体绘制研究的主要挑战。为此,研究者们从三个方面对体绘制算法进行了深入研究,以提高大规模数据体绘制的效率和效果。一方面,依托... 详细信息

体绘制是刻画大规模科学数据中复杂物理特征的有效途径,然而,数据量极大、特征难以捕捉等问题依然是目前体绘制研究的主要挑战。为此,研究者们从三个方面对体绘制算法进行了深入研究,以提高大规模数据体绘制的效率和效果。一方面,依托硬件通过多处理器核来分担计算,降低单处理器核所要完成的计算量,是提高体绘制效率的一个有效途径。另一方面,充分发掘数据场内在特性对三维数据场进行约简,大幅减少绘制处理数据量从而降低算法开销,也是提高体绘制效率的一个有效途径。同时,在体绘制算法中融入特征分析和特征增强方法,让复杂物理特征从数据场中突显出来,以实现对科学数据的高质量绘制。本文对国内外体绘制技术相关研究进展进行了调研、综述,并分析了不同的研究方法,最后展望了未来体绘制技术研究的可能发展方向,包括应用驱动的特征体绘制、基于特征的约简体绘制、适应硬件的体绘制听语音聊科研与作者互动多级加速以及原位智能化体绘制等。

关键词：体绘制并行加速数据约简效果增强特征可视化

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一种基于Hamel形式的无条件稳定动力学积分算法

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力学学报 2022年第9期54卷 2577-2587页

作者：顾崴刘铖安志朋史东华北京理工大学信息与电子学院北京100081 中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100088 北京理工大学宇航学院北京100081 北京理工大学数学与统计学院北京100081 复杂信息数学表征分析与应用北京市重点实验室北京100081

时间积分算法是求解动力学系统的一个核心问题.动力学方程的时间积分经常会出现数值不稳定现象,有限元空间离散也通常会造成伪高频振荡,因而,发展解决上述问题的数值积分算法具有重要的理论价值.本文基于Hamel场变分积分子,通过新的数... 详细信息

时间积分算法是求解动力学系统的一个核心问题.动力学方程的时间积分经常会出现数值不稳定现象,有限元空间离散也通常会造成伪高频振荡,因而,发展解决上述问题的数值积分算法具有重要的理论价值.本文基于Hamel场变分积分子,通过新的数值积分算法的构造方法,提出了一种无条件稳定的Hamel广义α方法,具体内容包括:构造特殊的变分形式,利用变分积分子等工具,建立无条件稳定的数值积分算法;在相同框架下,提出更高精度的数值格式;结合活动标架法的特性,将算法的一般形式推广到李群空间,得到Hamel广义α文所提出的Hamel广义α方法是无条件稳定的,具有二阶精度并且能够快速过滤掉虚假的高频振荡.数值算例的结果显示,本文所提方法具备了传统方法的精度、耗散和稳定性优势,既适合一般的线性空间,也适用于李群空间,同时还可以发展高阶精度算法.本文发展了构造变分积分子的新模式.

关键词：广义α方法 Hamel场变分积分子 Hamel广义α方法李群活动标架法

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基于组合几何与自定义网格的粒子输运模拟方法

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现代应用物理 2022年第1期13卷 34-40页

作者：张玲玉李瑞李刚付元光邓力北京应用物理与计算数学研究所北京100088 中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心北京100088

针对传统的组合几何的建模及粒子输运方式不能满足复杂几何复杂输运、大尺度场景长程输运和高精度高分辨率统计计数等问题,基于自主研发的蒙特卡罗粒子输运软件JMCT,开展了基于组合几何与自定义网格的建模方法、粒子输运方法及统计计数... 详细信息

针对传统的组合几何的建模及粒子输运方式不能满足复杂几何复杂输运、大尺度场景长程输运和高精度高分辨率统计计数等问题,基于自主研发的蒙特卡罗粒子输运软件JMCT,开展了基于组合几何与自定义网格的建模方法、粒子输运方法及统计计数方法研究。充分发挥组合几何建模便捷和输运高效、自定义网格建模灵活和计算精度高的优势,并将此方法应用到了线缆系统电磁脉冲光电输运和高能闪光照相直穿照射量模拟中。模拟结果表明,基于组合几何与自定义网格的粒子输运方法的计算结果与参考解相对偏差小于5%,模拟方法可行,结果可信。

关键词：粒子输运蒙特卡罗 JMCT 组合几何自定义网格

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基于流线的流场可视化绘制方法综述

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计算机科学 2021年第12期48卷 1-7页

作者：张倩肖丽中国工程物理研究院四川绵阳621900 北京应用物理与计算数学研究所北京100080 中物院高性能数值模拟软件中心北京100088

流场可视化是科学计算可视化中一个重要的分支,主要对计算流体动力学的模拟计算结果进行可视化,给研究人员提供视觉上直观可见的图形图像,方便研究人员进行分析。流场可视化的已知技术包括基于几何的方法(如流线和粒子追踪法)以及基于... 详细信息

流场可视化是科学计算可视化中一个重要的分支,主要对计算流体动力学的模拟计算结果进行可视化,给研究人员提供视觉上直观可见的图形图像,方便研究人员进行分析。流场可视化的已知技术包括基于几何的方法(如流线和粒子追踪法)以及基于纹理的方法(如LIC、噪声点、IBFV等)。流线可视化是流场可视化的一个重要且常用的几何可视化手段。在流线可视化的研究中,流线的放置是整个流线可视化的重点,流线的数目和位置影响了整个可视化效果。当流线放置过多时,会造成视觉的杂乱;而流线放置过少会使流场信息表达不完整,无法传递完整的信息给领域专家。为了实现对科学数据的精确显示,流线可视化产生了两个重要的研究方向:种子点的放置和流线的约减。文中介绍了种子点放置方法和流线的约减方法的相关研究,总结了在2D和3D流场上出现的一些问题和采取的解决方案,并针对日益增长的科学数据,提出流线可视化下一步需要解决的问题。

关键词：流线放置种子点生成策略流线约减流场可视化科学计算可视化

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基于FDTD的时域混合方法及其在天线前门耦合数值模拟中的应用

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强激光与粒子束 2021年第12期33卷 117-122页

作者：鲍献丰陈晓洁李瀚宇刘昌周海京中物院高性能数值模拟软件中心北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100088 中国工程物理研究院复杂电磁环境科学与技术重点实验室四川绵阳621900

强电磁脉冲环境下的平台-机载天线一体化耦合计算属于典型多尺度时域电磁计算问题,采用传统的FDTD方法数值模拟时,由于精细结构的存在导致网格量巨大,计算效率低下。介绍了一种将非均匀FDTD方法与细导线FDTD方法以及多网格集总元件FDTD... 详细信息

强电磁脉冲环境下的平台-机载天线一体化耦合计算属于典型多尺度时域电磁计算问题,采用传统的FDTD方法数值模拟时,由于精细结构的存在导致网格量巨大,计算效率低下。介绍了一种将非均匀FDTD方法与细导线FDTD方法以及多网格集总元件FDTD方法相结合的时域混合方法,能够有效降低计算开销,结合并行计算技术,快速计算得到天线端口上耦合产生的瞬态电压和电流响应,并将该方法成功应用于无人机平台-天线一体化前门耦合数值模拟中。

关键词：强电磁脉冲电磁环境效应平台-机载天线一体化数值模拟细导线集总元件

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一种求解二维球坐标系中子输运方程的并行SN算法

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计算物理 2021年

作者：蔡颖张存波刘旭范征锋刘元元徐小文张爱清北京应用物理与计算数学研究所北京应用物理与计算数学研究所计算物理重点实验室中物院高性能数值模拟软件中心北京大学应用物理与技术研究中心高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室

针对二维球坐标系下中子输运方程的SN算法，提出了基于（单元，方向）二元组的有向图模型，在已有的基于有向图的并行流水线算法基础上，设计了粒度可控多级并行SN算法。其中，采用区域分解和并行流水线相结合的方式挖掘了空间-角度方... 详细信息

针对二维球坐标系下中子输运方程的SN算法，提出了基于（单元，方向）二元组的有向图模型，在已有的基于有向图的并行流水线算法基础上，设计了粒度可控多级并行SN算法。其中，采用区域分解和并行流水线相结合的方式挖掘了空间-角度方向的并行度，提出新的能群流水并行方法，并进一步地通过设置合适的流水线粒度来平衡有向图调度、通信和空闲等待开销。实验结果表明，该算法可以有效地求解二维球坐标系下的中子输运方程。对于96万网格、60个方向、24能群、数十亿自由度的典型中子输运问题，在某国产并行机1920核上，并行程序获得了71%的并行效率。

关键词：中子输运方程源迭代SN算法有向图并行算法

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面向自适应计算的局部四面体网格重划分

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吉林大学学报（理学版） 2021年第6期59卷 1461-1468页

作者：刘田田郑澎冷珏琳刘伟杰徐权杨洋中物院高性能数值模拟软件中心北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100094 中国工程物理研究院计算机应用研究所四川绵阳621900

为有效满足h自适应的网格重划分要求,提出通过前沿推进法和Delaunay算法对四面体网格进行局部重划分.首先,在重划分过程中,采用由线到面、由面到体的顺序保证整体网格的协调性;其次,通过局部尺寸函数保证网格尺寸平滑过渡;最后,用投影... 详细信息

为有效满足h自适应的网格重划分要求,提出通过前沿推进法和Delaunay算法对四面体网格进行局部重划分.首先,在重划分过程中,采用由线到面、由面到体的顺序保证整体网格的协调性;其次,通过局部尺寸函数保证网格尺寸平滑过渡;最后,用投影法使网格满足几何保形.仿真实验结果表明,该算法适用于包含多部件的复杂计算机辅助设计(CAD)模型,在h自适应加密过程中网格更贴近真实几何形态,且重划分后可保证网格单元的质量.

关键词：网格自适应技术局部重划分四面体网格复杂CAD模型

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NS方程高阶隐式时间积分保正算法研究

NS方程高阶隐式时间积分保正算法研究

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第十三届全国流体力学学术会议

作者：黄乾旻任玉新胡文强中物院高性能数值模拟软件中心北京应用物理与计算数学研究所清华大学航天航空学院学院工程力学系北京航天长征飞行器研究所

稳健性不足是制约计算流体力学高阶格式实用化的根本因素之一,主要表现为计算过程中具有正定性的物理量(如密度、压力等)无法保持正值,导致因非物理的演化而造成计算发散。已有的保正算法主要围绕Euler方程开展讨论,基于基准保正格式发... 详细信息

稳健性不足是制约计算流体力学高阶格式实用化的根本因素之一,主要表现为计算过程中具有正定性的物理量(如密度、压力等)无法保持正值,导致因非物理的演化而造成计算发散。已有的保正算法主要围绕Euler方程开展讨论,基于基准保正格式发展了以斜率限制和通量限制为代表的保正算法,实现了保正性、精度、守恒性及相容性的要求。由于难以找到NS方程的基准保正格式,因此将Euler方程的方法推广到NS方程面临挑战。进一步,考虑隐式求解的Euler和NS方程时,验证隐式条件下保正性也变得困难。发展适用于NS方程隐式时间积分的保正算法,其关键是如何建立收敛到密度和内能(压力)正定的弱解。本文发展了空间高阶、时间二阶的NS方程隐式时间积分的保正算法,分析了算法的保正性、精度、守恒性和相容性。相比现有算法,本文所提算法除了具有高阶的特点,还不依赖于低阶基准保正格式的存在性、变量体积积分凸分解的存在性以及对物理时间步长的大幅限制,通用性显著提升。同时,该算法具有良好的可扩展性,易于在以高精度有限体积法、间断伽辽金法等为代表的高精度方法上实现。本文在国内开源软件框架上植入了算法,通过典型算例,验证了算法,在相同分辨率的网格上相比文献得到了分辨率更高的数值解,为高精度方法实用化提供了研究基础。

关键词：保正高精度有限体积法隐式时间积分通量修正残差修正

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AECSC-JASMIN湍流燃烧仿真软件研发和检验

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航空学报 2021年第12期42卷 122-134页

作者：王方王煜栋姜胜利陈军唐军徐华胜李象远邢竞文高东硕金捷北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191 北京应用物理与计算数学研究所北京100088 中物院高性能数值模拟软件中心北京100088 中国燃气涡轮研究院成都610599 四川大学化学工程学院成都610065

航空发动机燃烧室几何结构复杂,湍流和化学反应存在强烈非线性相互作用,需要对流动和燃烧及其相互作用进行高精度高时空分辨率的刻画,目前燃烧室湍流燃烧数值模拟仍然是高难度的瓶颈问题之一。介绍了由北京航空航天大学航空发动机数值... 详细信息

航空发动机燃烧室几何结构复杂,湍流和化学反应存在强烈非线性相互作用,需要对流动和燃烧及其相互作用进行高精度高时空分辨率的刻画,目前燃烧室湍流燃烧数值模拟仍然是高难度的瓶颈问题之一。介绍了由北京航空航天大学航空发动机数值仿真研究中心、北京应用物理与计算数学研究所和中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心联合研发的AECSC-JASMIN软件主要框架、算法以及针对该软件的算例检验。在Sandia射流火焰、支板火焰和单头部燃烧室检验算例中,对比实验数据,射流和支板火焰预测结果与实验值一致;支板算例的平均相对误差在15%之内;单头部燃烧室模拟结果符合物理实际,总压损失与实验值基本吻合。说明AECSC-JASMIN软件可用于复杂结构高分辨率高精度湍流燃烧数值模拟。

关键词：航空发动机燃烧室大涡模拟(LES) 概率密度函数输运方程湍流燃烧模型(TPDF) AECSC软件 JASMIN框架数值模拟

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基于依赖分析的回归测试工具设计与实现

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微型电脑应用 2023年第10期39卷 216-220页

作者：单雅辉张宝印张庆张璇秦英中物院高性能数值模拟软件中心北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100094 中国工程物理研究院计算机应用研究所四川绵阳621900 四川中锐信息技术有限公司四川成都610041

随着高性能计算共性技术发展,软件架构复杂度随之增加,交付频率不断提高,如何在确保软件测试质量的同时提升测试效率成为亟待解决的问题。面向高性能数值模拟组件的变更评估需求,设计实现基于依赖分析的回归测试工具,该工具支持自动解... 详细信息

随着高性能计算共性技术发展,软件架构复杂度随之增加,交付频率不断提高,如何在确保软件测试质量的同时提升测试效率成为亟待解决的问题。面向高性能数值模拟组件的变更评估需求,设计实现基于依赖分析的回归测试工具,该工具支持自动解析组件之间复杂的逻辑关系,生成可视可感知的依赖关系树,快速评估组件变更的影响范围。针对多组件批量回归测试需求,提出基于偏序的关联任务调度算法,支持自动编排任务的先后顺序,一键式执行全部组件测试任务,大幅提高了任务并行度与测试效率。此外,提供全面的回归测试报表,展示组件整体依赖关系、执行情况及单组件详细测试报告,帮助用户快速定位缺陷,保证测试数据可回溯。

关键词：组件依赖分析回归测试作业调度变更影响分析

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