多领域模型仿真优化的并行化研究
发布时间：2021-03-31 18:10
随着科学技术的发展,现代工业产品往往是机械、电子、液压及控制等多领域耦合的多物理系统,且产品模型的规模也越来越复杂,复杂产品多领域模型基于仿真的优化是一个计算密集而耗时的过程。在单机性能有限的情况下,对多领域仿真优化系统的并行化处理已迫在眉睫。MWorks系统是一个集建模、编译、仿真与优化等过程的集成化多领域分析平台,其中的优化子系统包括建模、算法库和优化过程等模块。优化过程的每次迭代需要进行多次仿真求解计算,这个过程需要耗费大量的时间,串行计算效率低下;针对系统仿真优化求解时的效率问题,本文研究了一种基于套接字的并行化处理方法,设计实现多机或多核环境下的并行计算环境,将计算任务划分为若干子任务,通过任务调度算法把任务分配给合适的节点进行计算,并通过实例验证了方法的有效性。本文的主要工作如下:首先,研究了并行计算技术的基本原理,分析了当前并行计算环境的主要实现技术;重点阐述了基于Socket技术的并行计算环境的实现过程:运用Winsock技术和多线程技术,为仿真优化提供多线程和多机计算相结合并行计算模式;并行计算环境采用改进的客户端/服务器结构,通过客户端和服务器间角色转换机制实现了高...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MWorks系统仿真仿真优化流程
图 1.1 MATLAB 并行工具箱并行工具箱与优化工具箱、遗传算法和直接搜改程序本身的前提下，实现多台计算机或机用户可以根据计算需求选择并行计算的模式。语言的 MWorks 系统在建立复杂机械多领域可避免的问题，因此并行计算研究实现十分必工作和内容安排多领域统一建模语言 Modelica 的特点，以及现了在多机环境下的并行仿真优化的机制，的并行优化环境，针对仿真优化特点，设计数值算例和多实例多目标优化问题的并行仿有效性，并行计算能够有效解决系统对复杂方式组织：
6图1.2 全文组织结构第一章是绪论，介绍了课题的来源、目的、意义和课题背景。对多领域仿真优化平台 MWorks 系统的建模仿真优化机制进行初步的介绍，对并行优化算法的研究状况以及相关文献作了综述，最优介绍了并行计算在工程软件中应用。第二章阐述了并行计算的基本理论，介绍了并行计算机及其体系结构，以及并行算法的主要概念和性能评价指标，最后介绍了当前并行计算环境的主要实现技术。第三章叙述了并行优化环境的实现过程，首先对 Winsock 技术和多线程技术做了简要的介绍，然后叙述了并行计算环境设计和实现过程，设计了一种改进的客户端/服务器结构的并行环境
【参考文献】：
期刊论文
[1]THE MATHWORKS公司实现并行MATLAB发布并拓展并行程序语言[J]. 韩霜. 世界电子元器件. 2009(01)
[2]异构环境下独立任务调度算法的研究[J]. 周洋,蒋昌俊,方钰. 计算机科学. 2008(08)
[3]对等网络环境下多目标约束的并行任务调度策略研究[J]. 孟宪福,张晓燕. 计算机集成制造系统. 2008(04)
[4]一种快速平衡任务的网格调度算法[J]. 徐洪智,李仁发,张彬连,覃遵跃. 系统仿真学报. 2007(11)
[5]带权快速Max-Min公平分配算法[J]. 刘文红,杨小亮,张宏科. 北京交通大学学报. 2006(02)
[6]网络集群计算系统中的并行任务调度[J]. 黄金贵,陈建二,陈松乔. 计算机学报. 2004(06)
[7]基于Matlab的分布式并行优化计算环境[J]. 张帆,邵之江,仲卫涛,钱积新. 系统仿真学报. 2002(09)
博士论文
[1]多任务调度问题的研究与实现[D]. 何琨.华中科技大学 2006
[2]多核多线程处理器上任务调度技术研究[D]. 吴佳骏.中国科学院研究生院（计算技术研究所） 2006
[3]陈述式仿真模型相容性分析与约简方法研究[D]. 丁建完.华中科技大学 2006
[4]并行最优化算法与软件设计及数值软件移植[D]. 王建.中国科学院研究生院（软件研究所） 2005
[5]网络并行计算环境中基于多处理机任务的调度研究[D]. 黄金贵.中南大学 2003
[6]分布并行算法设计、分析与实现[D]. 张艳.电子科技大学 2001
硕士论文
[1]基于C/S的远程数据采集系统的设计和实现[D]. 王登亮.同济大学 2008
[2]计算机远程终端监控系统[D]. 周坤.南京信息工程大学 2008
[3]基于多领域模型分析的参数优化设计[D]. 张昌杰.华中科技大学 2007
[4]基于socket技术的数据交换平台的设计与实现[D]. 徐小东.上海交通大学 2006
[5]优化问题的若干并行算法研究[D]. 郑芳英.山东科技大学 2004
[6]优化计算服务：并行处理和分布式体系[D]. 张仲广.浙江大学 2004
本文编号：3111854
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MWorks系统仿真仿真优化流程
图 1.1 MATLAB 并行工具箱并行工具箱与优化工具箱、遗传算法和直接搜改程序本身的前提下，实现多台计算机或机用户可以根据计算需求选择并行计算的模式。语言的 MWorks 系统在建立复杂机械多领域可避免的问题，因此并行计算研究实现十分必工作和内容安排多领域统一建模语言 Modelica 的特点，以及现了在多机环境下的并行仿真优化的机制，的并行优化环境，针对仿真优化特点，设计数值算例和多实例多目标优化问题的并行仿有效性，并行计算能够有效解决系统对复杂方式组织：
6图1.2 全文组织结构第一章是绪论，介绍了课题的来源、目的、意义和课题背景。对多领域仿真优化平台 MWorks 系统的建模仿真优化机制进行初步的介绍，对并行优化算法的研究状况以及相关文献作了综述，最优介绍了并行计算在工程软件中应用。第二章阐述了并行计算的基本理论，介绍了并行计算机及其体系结构，以及并行算法的主要概念和性能评价指标，最后介绍了当前并行计算环境的主要实现技术。第三章叙述了并行优化环境的实现过程，首先对 Winsock 技术和多线程技术做了简要的介绍，然后叙述了并行计算环境设计和实现过程，设计了一种改进的客户端/服务器结构的并行环境
【参考文献】：
期刊论文
[1]THE MATHWORKS公司实现并行MATLAB发布并拓展并行程序语言[J]. 韩霜. 世界电子元器件. 2009(01)
[2]异构环境下独立任务调度算法的研究[J]. 周洋,蒋昌俊,方钰. 计算机科学. 2008(08)
[3]对等网络环境下多目标约束的并行任务调度策略研究[J]. 孟宪福,张晓燕. 计算机集成制造系统. 2008(04)
[4]一种快速平衡任务的网格调度算法[J]. 徐洪智,李仁发,张彬连,覃遵跃. 系统仿真学报. 2007(11)
[5]带权快速Max-Min公平分配算法[J]. 刘文红,杨小亮,张宏科. 北京交通大学学报. 2006(02)
[6]网络集群计算系统中的并行任务调度[J]. 黄金贵,陈建二,陈松乔. 计算机学报. 2004(06)
[7]基于Matlab的分布式并行优化计算环境[J]. 张帆,邵之江,仲卫涛,钱积新. 系统仿真学报. 2002(09)
博士论文
[1]多任务调度问题的研究与实现[D]. 何琨.华中科技大学 2006
[2]多核多线程处理器上任务调度技术研究[D]. 吴佳骏.中国科学院研究生院（计算技术研究所） 2006
[3]陈述式仿真模型相容性分析与约简方法研究[D]. 丁建完.华中科技大学 2006
[4]并行最优化算法与软件设计及数值软件移植[D]. 王建.中国科学院研究生院（软件研究所） 2005
[5]网络并行计算环境中基于多处理机任务的调度研究[D]. 黄金贵.中南大学 2003
[6]分布并行算法设计、分析与实现[D]. 张艳.电子科技大学 2001
硕士论文
[1]基于C/S的远程数据采集系统的设计和实现[D]. 王登亮.同济大学 2008
[2]计算机远程终端监控系统[D]. 周坤.南京信息工程大学 2008
[3]基于多领域模型分析的参数优化设计[D]. 张昌杰.华中科技大学 2007
[4]基于socket技术的数据交换平台的设计与实现[D]. 徐小东.上海交通大学 2006
[5]优化问题的若干并行算法研究[D]. 郑芳英.山东科技大学 2004
[6]优化计算服务：并行处理和分布式体系[D]. 张仲广.浙江大学 2004
本文编号：3111854
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