本文以導(dǎo)彈飛行可視化仿真為背景,研究了三維數(shù)據(jù)場(chǎng)的可視化重構(gòu)、導(dǎo)彈飛行中段溫度場(chǎng)的建模和計(jì)算以及基于CUDA架構(gòu)的計(jì)算方法,構(gòu)建了完整的可視化仿真系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)彈飛行中段的溫度場(chǎng)可視化。針對(duì)數(shù)據(jù)場(chǎng)重構(gòu)展開(kāi)研究,闡述了Open GL的相關(guān)概念和繪圖的一般流程與方法,分析了網(wǎng)格的繪制方法和顏色與標(biāo)量值的對(duì)應(yīng)關(guān)系,利用云圖的形式對(duì)溫度場(chǎng)進(jìn)行了重構(gòu);針對(duì)Open GL的不足,闡述了Geometry的概念和方法,利用Vega Prime提供的Geometry函數(shù)實(shí)現(xiàn)了標(biāo)量場(chǎng)的繪制。對(duì)導(dǎo)彈溫度場(chǎng)進(jìn)行仿真計(jì)算,構(gòu)建了導(dǎo)彈彈頭幾何模型,確定了網(wǎng)格劃分的方法,分析了在大氣層外影響導(dǎo)彈彈頭溫度的七方面因素,推導(dǎo)了反映空間輻射關(guān)系的三個(gè)角系數(shù),建立了導(dǎo)彈溫度場(chǎng)計(jì)算數(shù)學(xué)模型,得到了溫度場(chǎng)計(jì)算結(jié)果并簡(jiǎn)要分析了其物理過(guò)程。對(duì)基于CUDA的溫度場(chǎng)并行編程計(jì)算展開(kāi)研究,闡述了CUDA設(shè)計(jì)架構(gòu)、硬件結(jié)構(gòu)、線程結(jié)構(gòu)、內(nèi)核函數(shù)、執(zhí)行模型、并行方式等基本理論;構(gòu)建了計(jì)算軟硬件平臺(tái),設(shè)計(jì)了并行算法流程,研究了數(shù)據(jù)通信和同步、核函數(shù)執(zhí)行配置等基本問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了溫度場(chǎng)計(jì)算并行化,得到了并行計(jì)算的仿真結(jié)果,并分析了其計(jì)算誤差和加速效果... 

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域理論基礎(chǔ)及研究現(xiàn)狀
        1.2.1 科學(xué)計(jì)算可視化
        1.2.2 有限元方法建模和計(jì)算
        1.2.3 基于CUDA的并行計(jì)算
        1.2.4 導(dǎo)彈飛行可視化仿真系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 三維數(shù)據(jù)場(chǎng)重構(gòu)
    2.1 三維數(shù)據(jù)場(chǎng)的結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的可視化表現(xiàn)方式
        2.1.1 三維數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和分類
        2.1.2 數(shù)據(jù)場(chǎng)的表現(xiàn)方法
    2.2 基于OpenGL的場(chǎng)數(shù)據(jù)重構(gòu)
        2.2.1 OpenGL方法簡(jiǎn)介
        2.2.2 基于OpenGL的三維數(shù)據(jù)場(chǎng)重構(gòu)實(shí)現(xiàn)
    2.3 基于Geometry的場(chǎng)數(shù)據(jù)重構(gòu)方法
        2.3.1 Geometry方法簡(jiǎn)介
        2.3.2 VegaPrime中的Geometry
        2.3.3 基于Geometry的三維數(shù)據(jù)場(chǎng)重構(gòu)實(shí)現(xiàn)
第三章 導(dǎo)彈飛行中段溫度場(chǎng)的建模和計(jì)算
    3.1 導(dǎo)彈模型的建立和網(wǎng)格劃分
    3.2 溫度場(chǎng)數(shù)學(xué)模型的建立
        3.2.1 物理因素分析
        3.2.2 角系數(shù)的推導(dǎo)和計(jì)算
    3.3 溫度場(chǎng)的求解和結(jié)果分析
        3.3.1 溫度場(chǎng)求解方法和流程
        3.3.2 仿真計(jì)算和結(jié)果分析
第四章 基于GPU的導(dǎo)彈溫度場(chǎng)計(jì)算
    4.1 CUDA簡(jiǎn)介
        4.1.1 線程結(jié)構(gòu)與硬件體系
        4.1.2 軟件棧與CUDA應(yīng)用程序
        4.1.3 并行方式
        4.1.4 執(zhí)行模型
    4.2 基于CUDA的溫度場(chǎng)并行計(jì)算
        4.2.1 計(jì)算平臺(tái)
        4.2.2 數(shù)據(jù)的通信和同步方法
        4.2.3 溫度場(chǎng)的并行計(jì)算
    4.3 部分并行與分塊并行計(jì)算的討論
        4.3.1 部分并行計(jì)算的討論
        4.3.2 分塊并行計(jì)算的討論
    4.4 不同執(zhí)行平臺(tái)對(duì)計(jì)算的影響
第五章 導(dǎo)彈飛行中段溫度場(chǎng)可視化仿真系統(tǒng)集成
    5.1 可視化系統(tǒng)的構(gòu)建
        5.1.1 可視化仿真體系架構(gòu)
        5.1.2 可視化仿真系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)和建模工具
        5.1.3 應(yīng)用程序框架設(shè)計(jì)及功能模塊劃分
        5.1.4 基于Vega的導(dǎo)彈飛行可視化的實(shí)現(xiàn)
    5.2 導(dǎo)彈飛中段行溫度場(chǎng)可視化仿真的實(shí)現(xiàn)
        5.2.1 物理過(guò)程簡(jiǎn)述
        5.2.2 彈道與溫度場(chǎng)耦合計(jì)算
        5.2.3 導(dǎo)彈飛行中段溫度場(chǎng)可視化
結(jié)束語(yǔ)
致謝
參考文獻(xiàn)
作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]科學(xué)計(jì)算可視化與計(jì)算物理學(xué)[J]. 彭芳麟,梁穎.  大學(xué)物理. 2013(07)
[2]GPU在通用計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域的研究[J]. 楊柳,趙蕾.  科技與企業(yè). 2012(20)
[3]OpenCL語(yǔ)言及編譯技術(shù)分析[J]. 沈莉,王珊珊.  信息系統(tǒng)工程. 2012(09)
[4]基于GPU的彈道快速計(jì)算方法[J]. 左軍濤,朱恩成,黃四牛,周武.  火力與指揮控制. 2012(09)
[5]可視化技術(shù)簡(jiǎn)述[J]. 朱耀華,郝文寧,陳剛.  電腦知識(shí)與技術(shù). 2012(06)
[6]面向OpenCL模型的GPU性能優(yōu)化[J]. 陳鋼,吳百鋒.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2011(04)
[7]基于CUDA的三維數(shù)據(jù)并行可視化[J]. 徐賽花,張二華.  CT理論與應(yīng)用研究. 2011(01)
[8]CPU/GPU協(xié)同并行計(jì)算研究綜述[J]. 盧風(fēng)順,宋君強(qiáng),銀福康,張理論.  計(jì)算機(jī)科學(xué). 2011(03)
[9]基于CPU+GPU異構(gòu)計(jì)算的編程方法研究[J]. 馮穎,袁慶華,沈健煒.  通信技術(shù). 2011(02)
[10]基于面圖標(biāo)的三維對(duì)稱張量場(chǎng)可視化研究[J]. 宋偉杰,崔俊芝,葉正麟.  工程圖學(xué)學(xué)報(bào). 2010(06)

博士論文
[1]矢量場(chǎng)可視化算法研究與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 張文.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2001

碩士論文
[1]平流層飛艇可視化仿真技術(shù)研究[D]. 李念瑄.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
[2]高超聲速流場(chǎng)GPU并行算法研究[D]. 高洪賀.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
[3]基于CUDA的分子動(dòng)力學(xué)非鍵作用計(jì)算方法的研究[D]. 金曉麗.蘇州大學(xué) 2012
[4]基于CUDA的醫(yī)學(xué)圖像三維重建系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 張靜乾.蘇州大學(xué) 2012
[5]三維矢量場(chǎng)可視化方法研究[D]. 葛成.南京師范大學(xué) 2011
[6]航天器發(fā)射仿真可視化框架設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 黃穎治.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
[7]有限元若干問(wèn)題的并行處理[D]. 秦雨.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[8]導(dǎo)彈制導(dǎo)仿真系統(tǒng)的視景仿真設(shè)計(jì)[D]. 李軍.哈爾濱工程大學(xué) 2006
[9]三維數(shù)據(jù)場(chǎng)可視化中體繪制技術(shù)的研究[D]. 許元飛.西安科技大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3729243