并行计算技术在匹配场声源定位中的应用研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ymeng123
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
匹配场声源定位使用全波海洋声传播模型代替简化平面波声传播模型,能够突破传统被动定位方法的定位距离有限的局限,正确估计远程和超远程声源的距离和深度,是水声学研究的热点内容之一。但由于水声环境十分复杂,匹配场定位方法面临着计算量大、耗时长、占用存储空间大等问题,不能快速为仿真环境提供数据支持,因此本文将并行处理技术引入到匹配场声源定位中,将处理任务合理地分配到计算机系统的多个处理机上,使其在较短的时间内协同完成处理任务,从而加快计算速度。本文深入研究并分析了匹配场处理中存在固有的并行性,搭建了匹配场声源定位的并行计算平台,详细介绍了匹配场声源定位算法的并行化方法。针对匹配场声源定位的特点,本文使用了区域分解法(SD)和频率分解法(FD)两种并行方式进行计算,前者主要开发网格点间处理任务的数据并行性,后者主要开发不同频率点间处理任务的数据并行性,并以互联的双核PC机作为并行计算硬件平台,选用Windows XP操作系统、FORTRAN编译器,在MPI并行环境中对并行算法进行测试和相应的分析。为了进一步提高计算效率,本文引入了并行遗传算法作为匹配场声源定位的寻优工具,跟据匹配场处理的实际特性,对并行遗传算法的操作算子及评估标准进行了合理设计,使其快速收敛到最优值,采用岛屿模型完成进程间的相互通信,并分析对比了算法的通信特性对求解问题的计算效率和精度的影响。本文对并行算法进行了详细的仿真实验分析,分别从并行算法的程序运行时间、通信时间开销、加速比及并行效率几方面进行考察。实验表明,并行遗传算法求解匹配场声源定位问题具有计算速度快、自适应能力强、稳健性好、定位精度较高等优势;开发匹配场处理方法的并行性,可有效解决计算任务重、耗时长的问题,为实现快速声源定位提供解决途径。
其他文献
目的 研究β-肾上腺素受体激动剂异丙肾上腺素和肾上腺素对布比卡因中毒大鼠心电图和心肌力学的影响.方法 雄性SD大鼠42只,体重200 ~ 250 g,6~7周,用随机数字表法随机分为2部分
三叉神经痛(TN)是最常见的面部神经病理性疼痛,发病率高.而三叉神经痛病因目前尚不明确.本文查阅了2018年6月1日至2019年6月30日国内外权威杂志的相关文献后,对这一年中针对
当今人类发展越来越依靠海洋资源,而且一个国家的领海无论从发展的角度还是从战略意义的角度来说,都有十分重要的意义。现在,随着减振降噪技术在舰艇上的应用,舰艇的辐射噪声大幅
目前带状疱疹后神经痛(PHN)的治疗仍然不完善,虽然包括药物和微创介入治疗等许多方法,但是每一种治疗方法的疗效及不良反应的评价都存在一定的差异,如何给患者选择最合适的治
带状疱疹后神经痛发病机制不明.本年鉴对2018年6月至2019年6月带状疱疹后神经痛发病机制的相关研究进行总结.带状疱疹后神经痛发病机制主要包括中枢机制、外周机制、免疫因素
目前幻肢痛的发病机制和治疗效果尚不明朗,本文总结近一年对幻肢痛的研究情况,其中包括镜像治疗、虚拟集成环境治疗、经颅刺激以及皮层刺激治疗、半规管刺激治疗,还有幻肢痛
近1年来偏头痛的诊断与治疗有许多新的突破,本文总结国内外偏头痛临床和基础研究的新动态,就偏头痛与畏光、发作性眩晕、恐动症及相关药物治疗等方面的新进展予以综述.
癌性疼痛是最难治疗的疼痛之一,尤其是癌性爆发痛,骨肿瘤痛,以及放射治疗相关的疼痛.本文总结近一年内有关这几方面的重要进展,并对老药在癌痛治疗的新用予以介绍.
纳米流体脉动热管因其所具有的高效传热能力以及简单结构已成为国际以及国内高效传热领域的研究焦点,被认为是未来解决高热通量环境下导热问题的有效途径之一,在航空航天以及