針對天宮一號目標(biāo)飛行器無控飛行軌道衰降數(shù)值預(yù)報(bào)需要快速確定軌道積分高精度計(jì)算模型中的空氣動力,在發(fā)展基于修正Boettcher/Legge非對稱橋函數(shù)的天宮一號空氣動力特性當(dāng)?shù)鼗惴ɑA(chǔ)上,對當(dāng)?shù)鼗惴ǖ倪\(yùn)算流程及對應(yīng)程序代碼進(jìn)行了整體分析,根據(jù)原程序熱點(diǎn)代碼集中、數(shù)據(jù)獨(dú)立性強(qiáng)及傳輸需求少等特點(diǎn),發(fā)展了多核處理單元的并行優(yōu)化方法。引入CUDA架構(gòu)的GPU設(shè)備同時(shí),開展了系統(tǒng)、算法以及語句三個(gè)層次的并行優(yōu)化,設(shè)計(jì)了GPU內(nèi)存對齊訪問方案,使用數(shù)據(jù)傳輸函數(shù),將算法求解部分內(nèi)循環(huán)經(jīng)過展開與合并,整理為整體移植入核函數(shù)的一個(gè)循環(huán),利用GPU較強(qiáng)的并行計(jì)算能力提升運(yùn)算效率,對函數(shù)、循環(huán)、指令等代碼語句進(jìn)行級別優(yōu)化。使用設(shè)計(jì)的并行計(jì)算方案對類天宮飛行器空氣動力特性當(dāng)?shù)鼗兴惴ǔ绦蜻M(jìn)行CPU+GPU移植優(yōu)化,達(dá)到了近5倍的并行加速比,且使單次求解中GPU數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間縮減為原來的23%,證實(shí)了并行方案和優(yōu)化設(shè)計(jì)手段的高效實(shí)用性。在類天宮飛行器空氣動力特性GPU并行算法程序驗(yàn)證基礎(chǔ)上,使用GPU并行程序?qū)μ鞂m飛行器軌道衰降飛行340～120 km過程的氣動特性進(jìn)行了不同迎角、側(cè)滑角等飛行姿態(tài)計(jì)算分析,... 

【文章來源】：載人航天. 2020,26(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【文章目錄】：
1 引言
2 空氣動力特性當(dāng)?shù)鼗?jì)算方法
3 并行優(yōu)化方法
    3.1 系統(tǒng)級別優(yōu)化
        1)對齊訪問。
        2)使用數(shù)據(jù)傳輸函數(shù)。
    3.2 算法級別優(yōu)化
    3.3 語句級別優(yōu)化
4 算法驗(yàn)證與結(jié)果分析
    4.1 計(jì)算模型與條件
    4.2 GPU并行算法與CPU串行計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證
    4.3 性能分析
    4.4 類天宮飛行器軌道衰降過程空氣動力特性計(jì)算分析
5 結(jié)論


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]天宮飛行器低軌控空氣動力特性一體化建模與計(jì)算研究[J]. 李志輝,吳俊林,彭傲平,唐歌實(shí).  載人航天. 2015(02)
[2]二維淺水波方程格子Boltzmann算法的GPU并行實(shí)現(xiàn)[J]. 張春澤,程永光,李勇昌.  水動力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2011(02)
[3]箔條云跨流域整體氣動特性計(jì)算研究[J]. 李志輝,梁杰,李四新,王鹿受.  空氣動力學(xué)學(xué)報(bào). 2011(01)
[4]CUDA、MPI和OpenMP三級混合并行模型的研究[J]. 滕人達(dá),劉青昆.  微計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2010(09)
[5]基于Boltzmann模型方程的氣體運(yùn)動論HPF并行算法[J]. 李志輝,張涵信,符松.  計(jì)算物理. 2003(01)
[6]稀薄流到連續(xù)流的氣體運(yùn)動論統(tǒng)一數(shù)值算法初步研究[J]. 李志輝,張涵信.  空氣動力學(xué)學(xué)報(bào). 2000(03)



本文編號：3636213