聲場時域信號預報并行算法研究.pdf

1、隨著科學技術的發(fā)展，單處理機的處理能力正在逐年提升，但是由于受到技術水平的限制，單處理機的計算能力滿足不了許多領域中具有挑戰(zhàn)性的大規(guī)模計算課題對計算資源的需求，所以除了增加處理器本身的計算性能外，并行計算是一種提高計算能力的有效方法。
　　 并行計算技術已經(jīng)應用到許多領域，在難以依靠修改模型本身來減少計算時間的情況下，可以尋求依靠并行算法來解決問題。本文將并行計算技術應用到現(xiàn)有的聲場計算模型中，為解決水下聲場計算復雜、計算量大、

2、計算速度慢的問題，實現(xiàn)聲場計算實時性的要求做了一定的探索。本文主要進行了以下幾方面的研究：
　　 1、研究了并行計算的硬件平臺，主要包括現(xiàn)有的并行計算機的體系結(jié)構(gòu)，以及基于CUDA語言的GPU并行平臺；研究了并行計算的語言環(huán)境，主要包括現(xiàn)有的并行語言，MPI編程環(huán)境，以及CUDA語言的編程模型、存儲模型等。
　　 2、進行聲場預報的基礎是聲場的計算模型，本文對海洋聲場的建模方法進行研究，深入研究了簡正波KRAKEN模型，

3、計算原理以及串行的寬帶KRAKEN的實現(xiàn)原理。介紹了建立時域上的脈沖傳播模型的兩種方法，詳細介紹了頻域解的傅里葉合成方法。
　　 3、詳細介紹了消息傳遞模型標準MPI、CUDA的使用以及安裝方法，搭建了并行計算的運行環(huán)境；實現(xiàn)了基于MPI的寬帶KRAKEN聲場并行計算、基于CUDA CUFFT庫的并行快速IFFT算法，最后結(jié)合兩種并行算法實現(xiàn)了寬帶聲場時域接收信號的并行預報仿真。
　　 4、通過對不同數(shù)據(jù)量的測試表明，并