本文關(guān)鍵詞：并行組合數(shù)學(xué)模型方式研究及初步應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 并行組合數(shù)學(xué)模型 數(shù)據(jù)交互 多進(jìn)程 多核心 復(fù)雜系統(tǒng)模擬

【摘要】：復(fù)雜問(wèn)題模擬和計(jì)算機(jī)多核心的發(fā)展趨勢(shì)要求改變傳統(tǒng)數(shù)學(xué)模型單一串行模型程序的開(kāi)發(fā)方式。本文針對(duì)工程領(lǐng)域常見(jiàn)的時(shí)間過(guò)程模擬模型,基于多進(jìn)程和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),提出了一種通用的并行組合數(shù)學(xué)模型開(kāi)發(fā)方式(PMDA)。將復(fù)雜過(guò)程模擬變成簡(jiǎn)單模型的進(jìn)程級(jí)并行計(jì)算與數(shù)據(jù)交換。論文主要工作與成果如下: 1、分析了數(shù)學(xué)模型要求和計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),得出PMDA是解決數(shù)學(xué)模型發(fā)展瓶頸的關(guān)鍵技術(shù)之一的結(jié)論。在此基礎(chǔ)上提出了PMDA研究的目標(biāo)、任務(wù)和技術(shù)路線。 2、針對(duì)時(shí)間過(guò)程數(shù)學(xué)模型提出一種通用的PMDA方法。可從時(shí)間步長(zhǎng)層面比較方便地組合不同尺度和性質(zhì)的模型并行計(jì)算、模擬一個(gè)復(fù)雜過(guò)程。該方法采用中央控制的框架結(jié)構(gòu),只需在模型的時(shí)間循環(huán)內(nèi)插入一個(gè)過(guò)程函數(shù)即可將模型組件化,采用網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕臼侄?采用“物理量—位置—時(shí)間”來(lái)描述交互數(shù)據(jù),采用分層方式來(lái)管理模型間組合信息,采用擴(kuò)展權(quán)重法實(shí)現(xiàn)了不同數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換,設(shè)計(jì)了“按時(shí)間,有節(jié)奏”的時(shí)間調(diào)度方法、顯式和半隱式兩種耦合方式和空間與時(shí)間的平滑處理方法。 3、利用C++和Fortran混合編程技術(shù)對(duì)本文所提的PMDA進(jìn)行了具體實(shí)現(xiàn),開(kāi)發(fā)了相關(guān)軟件系統(tǒng)。提供了模型組件化中間件和組件化編程模板、組合控制平臺(tái)和用于分布式計(jì)算的遠(yuǎn)程模型管理客戶端,極大地簡(jiǎn)化了模型組合時(shí)的難度,使PMDA很容易被一般科研人員接受和使用。 4、利用本文的PMDA方法和系統(tǒng)對(duì)幾種典型的組合問(wèn)題進(jìn)行了研究,并對(duì)模型的組合特性進(jìn)行了初步分析。初步檢驗(yàn)表明,并行組合方式在模型間物理量交互、邏輯控制和分區(qū)并行計(jì)算方面具有廣泛的應(yīng)用前景。對(duì)三峽水庫(kù)城陵磯補(bǔ)償調(diào)度研究表明三峽水庫(kù)對(duì)長(zhǎng)江中游來(lái)洪有很大的調(diào)蓄作用。 5、提出了并行組合數(shù)學(xué)模型標(biāo)準(zhǔn)(綱要),從子模型開(kāi)發(fā)和PMDA系統(tǒng)開(kāi)發(fā)兩個(gè)方面指出了PMDA開(kāi)發(fā)中應(yīng)該注意的問(wèn)題,為今后提出正式標(biāo)準(zhǔn)奠定了基礎(chǔ)。 PMDA充分利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)多計(jì)算核心技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)趨勢(shì)避免數(shù)學(xué)模型向無(wú)限復(fù)雜化的方向發(fā)展,為多計(jì)算核心環(huán)境下的復(fù)雜大系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型開(kāi)發(fā)探尋更簡(jiǎn)單、有效和合理的途徑。
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TP311.52;O242.1

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 黃明,梁旭;一種新的DSS中模型的數(shù)據(jù)表示方法[J];大連鐵道學(xué)院學(xué)報(bào);2000年04期

2 韓祥蘭,吳慧中,陳圣磊;基于多Agent的分布式模型管理與組合方法[J];計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)-CIMS;2004年S1期

3 趙建世,王忠靜,翁文斌;水資源系統(tǒng)整體模型研究[J];中國(guó)科學(xué)E輯;2004年S1期

4 賴錫軍,汪德r;非恒定水流的一維、二維耦合數(shù)值模型[J];水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào);2002年02期

5 蔡陽(yáng),汪妮,張永進(jìn),解建倉(cāng);中間件技術(shù)在多模型洪水預(yù)報(bào)WEB中的應(yīng)用[J];水利學(xué)報(bào);2005年03期

6 徐峰俊,朱士康,劉俊勇;珠江河口區(qū)水環(huán)境整體數(shù)學(xué)模型研究[J];人民珠江;2003年05期

7 顧再仁;姚志堅(jiān);;珠江口東片網(wǎng)河與伶仃洋潮流的數(shù)值模擬[J];人民珠江;1993年03期

8 張尚弘,姚仕明,曲兆松,王興奎;流域三維可視化與數(shù)值模擬的實(shí)時(shí)交互運(yùn)行[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年12期

9 張寶琳,申衛(wèi)東;熱傳導(dǎo)方程有限差分區(qū)域分解算法的若干注記[J];數(shù)值計(jì)算與計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2002年02期

10 呂桂霞;馬富明;;二維熱傳導(dǎo)方程有限差分區(qū)域分解算法[J];數(shù)值計(jì)算與計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2006年02期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 蘭勇;面向多任務(wù)的智能群體決策支持技術(shù)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2003年

2 朱慶平;基于GIS的二維水沙數(shù)學(xué)模型及其在黃河下游應(yīng)用的研究[D];河海大學(xué);2005年

3 施勇;長(zhǎng)江中下游水沙輸運(yùn)及其調(diào)控?cái)?shù)學(xué)模型研究[D];河海大學(xué);2006年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 郭延祥;泡漩水?dāng)?shù)值模擬研究[D];重慶交通學(xué)院;2004年

2 秦建;基于組合模式的決策支持系統(tǒng)模型庫(kù)的研究[D];西南農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年

3 蔡玉紅;群體決策支持系統(tǒng)中的模型庫(kù)研究[D];武漢理工大學(xué);2004年

4 胡衛(wèi);軟件復(fù)用技術(shù)的研究及在TAFS中的應(yīng)用[D];武漢理工大學(xué);2006年

，

本文編號(hào)：1199595