多領(lǐng)域模型仿真優(yōu)化的并行化研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品往往是機械、電子、液壓及控制等多領(lǐng)域耦合的多物理系統(tǒng)，且產(chǎn)品模型的規(guī)模也越來越復(fù)雜，復(fù)雜產(chǎn)品多領(lǐng)域模型基于仿真的優(yōu)化是一個計算密集而耗時的過程。在單機性能有限的情況下，對多領(lǐng)域仿真優(yōu)化系統(tǒng)的并行化處理已迫在眉睫。
　　 Mworks系統(tǒng)是一個集建模、編譯、仿真與優(yōu)化等過程的集成化多領(lǐng)域分析平臺，其中的優(yōu)化子系統(tǒng)包括建模、算法庫和優(yōu)化過程等模塊。優(yōu)化過程的每次迭代需要進行多次仿真求解計算，這個過程需

2、要耗費大量的時間，串行計算效率低下；針對系統(tǒng)仿真優(yōu)化求解時的效率問題，本文研究了一種基于套接字的并行化處理方法，設(shè)計實現(xiàn)多機或多核環(huán)境下的并行計算環(huán)境，將計算任務(wù)劃分為若干子任務(wù)，通過任務(wù)調(diào)度算法把任務(wù)分配給合適的節(jié)點進行計算，并通過實例驗證了方法的有效性。本文的主要工作如下：
　　 首先，研究了并行計算技術(shù)的基本原理，分析了當(dāng)前并行計算環(huán)境的主要實現(xiàn)技術(shù)；重點闡述了基于Socket技術(shù)的并行計算環(huán)境的實現(xiàn)過程：運用Winsoc

3、k技術(shù)和多線程技術(shù)，為仿真優(yōu)化提供多線程和多機計算相結(jié)合并行計算模式；并行計算環(huán)境采用改進的客戶端/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，通過客戶端和服務(wù)器間角色轉(zhuǎn)換機制實現(xiàn)了高效的數(shù)據(jù)傳遞和通信效率，最大限度利用系統(tǒng)資源；通過實現(xiàn)客戶端管理、任務(wù)傳遞和消息處理以及任務(wù)調(diào)度管理三個功能模塊，實現(xiàn)了并行多任務(wù)的分配和執(zhí)行；考慮各客戶端性能以及網(wǎng)絡(luò)帶寬的差異性，提出了一種按能分配的任務(wù)調(diào)度方法，實現(xiàn)了多任務(wù)在多客戶端上的動態(tài)負載平衡。
　　 其次介紹了幾種常