多領域模型仿真優(yōu)化的并行化研究
發(fā)布時間：2021-03-31 18:10
隨著科學技術的發(fā)展,現代工業(yè)產品往往是機械、電子、液壓及控制等多領域耦合的多物理系統,且產品模型的規(guī)模也越來越復雜,復雜產品多領域模型基于仿真的優(yōu)化是一個計算密集而耗時的過程。在單機性能有限的情況下,對多領域仿真優(yōu)化系統的并行化處理已迫在眉睫。MWorks系統是一個集建模、編譯、仿真與優(yōu)化等過程的集成化多領域分析平臺,其中的優(yōu)化子系統包括建模、算法庫和優(yōu)化過程等模塊。優(yōu)化過程的每次迭代需要進行多次仿真求解計算,這個過程需要耗費大量的時間,串行計算效率低下;針對系統仿真優(yōu)化求解時的效率問題,本文研究了一種基于套接字的并行化處理方法,設計實現多機或多核環(huán)境下的并行計算環(huán)境,將計算任務劃分為若干子任務,通過任務調度算法把任務分配給合適的節(jié)點進行計算,并通過實例驗證了方法的有效性。本文的主要工作如下:首先,研究了并行計算技術的基本原理,分析了當前并行計算環(huán)境的主要實現技術;重點闡述了基于Socket技術的并行計算環(huán)境的實現過程:運用Winsock技術和多線程技術,為仿真優(yōu)化提供多線程和多機計算相結合并行計算模式;并行計算環(huán)境采用改進的客戶端/服務器結構,通過客戶端和服務器間角色轉換機制實現了高...
【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：61 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
MWorks系統仿真仿真優(yōu)化流程
圖 1.1 MATLAB 并行工具箱并行工具箱與優(yōu)化工具箱、遺傳算法和直接搜改程序本身的前提下，實現多臺計算機或機用戶可以根據計算需求選擇并行計算的模式。語言的 MWorks 系統在建立復雜機械多領域可避免的問題，因此并行計算研究實現十分必工作和內容安排多領域統一建模語言 Modelica 的特點，以及現了在多機環(huán)境下的并行仿真優(yōu)化的機制，的并行優(yōu)化環(huán)境，針對仿真優(yōu)化特點，設計數值算例和多實例多目標優(yōu)化問題的并行仿有效性，并行計算能夠有效解決系統對復雜方式組織：
6圖1.2 全文組織結構第一章是緒論，介紹了課題的來源、目的、意義和課題背景。對多領域仿真優(yōu)化平臺 MWorks 系統的建模仿真優(yōu)化機制進行初步的介紹，對并行優(yōu)化算法的研究狀況以及相關文獻作了綜述，最優(yōu)介紹了并行計算在工程軟件中應用。第二章闡述了并行計算的基本理論，介紹了并行計算機及其體系結構，以及并行算法的主要概念和性能評價指標，最后介紹了當前并行計算環(huán)境的主要實現技術。第三章敘述了并行優(yōu)化環(huán)境的實現過程，首先對 Winsock 技術和多線程技術做了簡要的介紹，然后敘述了并行計算環(huán)境設計和實現過程，設計了一種改進的客戶端/服務器結構的并行環(huán)境
【參考文獻】：
期刊論文
[1]THE MATHWORKS公司實現并行MATLAB發(fā)布并拓展并行程序語言[J]. 韓霜. 世界電子元器件. 2009(01)
[2]異構環(huán)境下獨立任務調度算法的研究[J]. 周洋,蔣昌俊,方鈺. 計算機科學. 2008(08)
[3]對等網絡環(huán)境下多目標約束的并行任務調度策略研究[J]. 孟憲福,張曉燕. 計算機集成制造系統. 2008(04)
[4]一種快速平衡任務的網格調度算法[J]. 徐洪智,李仁發(fā),張彬連,覃遵躍. 系統仿真學報. 2007(11)
[5]帶權快速Max-Min公平分配算法[J]. 劉文紅,楊小亮,張宏科. 北京交通大學學報. 2006(02)
[6]網絡集群計算系統中的并行任務調度[J]. 黃金貴,陳建二,陳松喬. 計算機學報. 2004(06)
[7]基于Matlab的分布式并行優(yōu)化計算環(huán)境[J]. 張帆,邵之江,仲衛(wèi)濤,錢積新. 系統仿真學報. 2002(09)
博士論文
[1]多任務調度問題的研究與實現[D]. 何琨.華中科技大學 2006
[2]多核多線程處理器上任務調度技術研究[D]. 吳佳駿.中國科學院研究生院（計算技術研究所） 2006
[3]陳述式仿真模型相容性分析與約簡方法研究[D]. 丁建完.華中科技大學 2006
[4]并行最優(yōu)化算法與軟件設計及數值軟件移植[D]. 王建.中國科學院研究生院（軟件研究所） 2005
[5]網絡并行計算環(huán)境中基于多處理機任務的調度研究[D]. 黃金貴.中南大學 2003
[6]分布并行算法設計、分析與實現[D]. 張艷.電子科技大學 2001
碩士論文
[1]基于C/S的遠程數據采集系統的設計和實現[D]. 王登亮.同濟大學 2008
[2]計算機遠程終端監(jiān)控系統[D]. 周坤.南京信息工程大學 2008
[3]基于多領域模型分析的參數優(yōu)化設計[D]. 張昌杰.華中科技大學 2007
[4]基于socket技術的數據交換平臺的設計與實現[D]. 徐小東.上海交通大學 2006
[5]優(yōu)化問題的若干并行算法研究[D]. 鄭芳英.山東科技大學 2004
[6]優(yōu)化計算服務：并行處理和分布式體系[D]. 張仲廣.浙江大學 2004
本文編號：3111854
【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：61 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
MWorks系統仿真仿真優(yōu)化流程
圖 1.1 MATLAB 并行工具箱并行工具箱與優(yōu)化工具箱、遺傳算法和直接搜改程序本身的前提下，實現多臺計算機或機用戶可以根據計算需求選擇并行計算的模式。語言的 MWorks 系統在建立復雜機械多領域可避免的問題，因此并行計算研究實現十分必工作和內容安排多領域統一建模語言 Modelica 的特點，以及現了在多機環(huán)境下的并行仿真優(yōu)化的機制，的并行優(yōu)化環(huán)境，針對仿真優(yōu)化特點，設計數值算例和多實例多目標優(yōu)化問題的并行仿有效性，并行計算能夠有效解決系統對復雜方式組織：
6圖1.2 全文組織結構第一章是緒論，介紹了課題的來源、目的、意義和課題背景。對多領域仿真優(yōu)化平臺 MWorks 系統的建模仿真優(yōu)化機制進行初步的介紹，對并行優(yōu)化算法的研究狀況以及相關文獻作了綜述，最優(yōu)介紹了并行計算在工程軟件中應用。第二章闡述了并行計算的基本理論，介紹了并行計算機及其體系結構，以及并行算法的主要概念和性能評價指標，最后介紹了當前并行計算環(huán)境的主要實現技術。第三章敘述了并行優(yōu)化環(huán)境的實現過程，首先對 Winsock 技術和多線程技術做了簡要的介紹，然后敘述了并行計算環(huán)境設計和實現過程，設計了一種改進的客戶端/服務器結構的并行環(huán)境
【參考文獻】：
期刊論文
[1]THE MATHWORKS公司實現并行MATLAB發(fā)布并拓展并行程序語言[J]. 韓霜. 世界電子元器件. 2009(01)
[2]異構環(huán)境下獨立任務調度算法的研究[J]. 周洋,蔣昌俊,方鈺. 計算機科學. 2008(08)
[3]對等網絡環(huán)境下多目標約束的并行任務調度策略研究[J]. 孟憲福,張曉燕. 計算機集成制造系統. 2008(04)
[4]一種快速平衡任務的網格調度算法[J]. 徐洪智,李仁發(fā),張彬連,覃遵躍. 系統仿真學報. 2007(11)
[5]帶權快速Max-Min公平分配算法[J]. 劉文紅,楊小亮,張宏科. 北京交通大學學報. 2006(02)
[6]網絡集群計算系統中的并行任務調度[J]. 黃金貴,陳建二,陳松喬. 計算機學報. 2004(06)
[7]基于Matlab的分布式并行優(yōu)化計算環(huán)境[J]. 張帆,邵之江,仲衛(wèi)濤,錢積新. 系統仿真學報. 2002(09)
博士論文
[1]多任務調度問題的研究與實現[D]. 何琨.華中科技大學 2006
[2]多核多線程處理器上任務調度技術研究[D]. 吳佳駿.中國科學院研究生院（計算技術研究所） 2006
[3]陳述式仿真模型相容性分析與約簡方法研究[D]. 丁建完.華中科技大學 2006
[4]并行最優(yōu)化算法與軟件設計及數值軟件移植[D]. 王建.中國科學院研究生院（軟件研究所） 2005
[5]網絡并行計算環(huán)境中基于多處理機任務的調度研究[D]. 黃金貴.中南大學 2003
[6]分布并行算法設計、分析與實現[D]. 張艷.電子科技大學 2001
碩士論文
[1]基于C/S的遠程數據采集系統的設計和實現[D]. 王登亮.同濟大學 2008
[2]計算機遠程終端監(jiān)控系統[D]. 周坤.南京信息工程大學 2008
[3]基于多領域模型分析的參數優(yōu)化設計[D]. 張昌杰.華中科技大學 2007
[4]基于socket技術的數據交換平臺的設計與實現[D]. 徐小東.上海交通大學 2006
[5]優(yōu)化問題的若干并行算法研究[D]. 鄭芳英.山東科技大學 2004
[6]優(yōu)化計算服務：并行處理和分布式體系[D]. 張仲廣.浙江大學 2004
本文編號：3111854
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