【摘要】： 直接模擬蒙特卡洛方法(DSMC)是基于氣體動(dòng)力學(xué)理論研究氣體流動(dòng)問(wèn)題的有效方法。DSMC能仿真氣體分子的運(yùn)動(dòng)和相互碰撞,從而可以用來(lái)研究聲波在氣體中的傳播特性。DSMC又具有天然的數(shù)據(jù)并行性,適合通過(guò)并行計(jì)算來(lái)解決其計(jì)算困難的問(wèn)題。目前,DSMC的并行化問(wèn)題是研究人員的一個(gè)研究課題,其仿真條件、仿真工具和并行算法都各有不同。 本文首先分析了采用DSMC方法研究聲波傳播問(wèn)題的原因。DSMC方法具有物理思路清晰、真切反映物理規(guī)律、仿真范圍寬和易于編程實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn),是研究聲波的衰減特性的重要方法。 本文隨后介紹了并行計(jì)算的理論,在各種專用和通用的并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,重點(diǎn)分析了PC機(jī)群系統(tǒng)的原理與特點(diǎn)。并行計(jì)算理論的主要內(nèi)容是并行計(jì)算模型的建立、并行通信和同步以及并行算法的性能度量等問(wèn)題。 使用MATLAB分布式計(jì)算工具箱和分布式計(jì)算引擎來(lái)實(shí)現(xiàn)DSMC的并行算法是本文采用的并行計(jì)算方法。文中詳細(xì)說(shuō)明了MDCE的配置和使用方法及DCT的工作原理,在分析了串行DSMC算法的基礎(chǔ)上,提出了適用于MATLAB仿真的并行DSMC算法。 本文最后分析了利用MATLAB實(shí)現(xiàn)并行DSMC算法的仿真結(jié)果,對(duì)比了改變工作者數(shù)量對(duì)仿真效率的影響和改變計(jì)算機(jī)群的配置對(duì)仿真效率的影響,分析了影響并行DSMC算法的因素,對(duì)算法提出了進(jìn)一步改進(jìn)方案�？梢钥吹�,采用MATLAB的仿真結(jié)果是比較令人滿意的。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TP338.6
【圖文】：

圖 6-1 DSMC 仿真結(jié)果：不同時(shí)刻聲波壓強(qiáng)的變化曲線將聲波壓強(qiáng)的時(shí)域曲線做離散傅里葉變換，得到的就是混合氣體中不同頻率聲強(qiáng)隨時(shí)間變化的曲線，如圖 6-2 所示。

圖 6-1 DSMC 仿真結(jié)果：不同時(shí)刻聲波壓強(qiáng)的變化曲線將聲波壓強(qiáng)的時(shí)域曲線做離散傅里葉變換，得到的就是混合氣體中不同頻率聲強(qiáng)隨時(shí)間變化的曲線，如圖 6-2 所示。圖 6-2 DSMC 仿真結(jié)果：不同頻率聲波壓強(qiáng)隨時(shí)間變化曲線圖 6-3 就是最后仿真得到的不同頻率聲波的衰減系數(shù)圖。

【引證文獻(xiàn)】

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1 楊金剛;大規(guī)模電力系統(tǒng)的分區(qū)仿真算法研究[D];天津大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2714443