高超声速飞行器并行仿真方法研究

系统仿真学报 ›› 2015, Vol. 27 ›› Issue (5): 948-958.

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高超声速飞行器并行仿真方法研究

孙学功^1,2, 龚春叶²

1.国防科学技术大学, 长沙 410073;
2.空间物理重点实验室, 北京 100076

收稿日期:2014-07-17 修回日期:2014-12-11 出版日期:2015-05-08 发布日期:2020-09-01
作者简介:孙学功(1973-),男,山东枣庄,硕士,高工,研究方向为武器系统仿真;龚春叶(1982-),男,湖南衡阳,博士,高工,研究方向为高性能并行计算。
基金资助:
国家自然科学基金(61402039)

Research on Parallel Simulation of Hypersonic Vehicles

Sun Xuegong^1,2, Gong Chunye²

1. College of Aerospace Science and Technology, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China;
2. Science and Technology on Space Physics Laboratory, Beijing 100076, China

Received:2014-07-17 Revised:2014-12-11 Online:2015-05-08 Published:2020-09-01

摘要/Abstract

摘要： 高超声速飞行器的系统仿真是一个多物理场高度耦合的过程,仿真过程中,需要完成大规模数据的迭代计算。目前大多采用分布式仿真的方法,但这种方法对于计算效率的提高不明显。为了有效提高计算效率,基于高性能计算机集群系统,分别对网格并行方法和模型并行算法进行了研究,提出了气动流场高效并行仿真解算方法、分区边界数据交换方法以及并行负载均衡技术,并在高超飞行器的系统仿真中进行了验证,验证结果表明,计算精度满足要求,求解方程的速度较快,工程应用效果较好。

关键词: 并行仿真, 高性能计算机, 高超声速飞行器, 系统仿真

Abstract: The system simulation of hypersonic vehicles was a multi-physics coupling process. It needed many iterations with large scale data to finish the simulation. To fix up the computational challenges, the distributed simulation was developed. But distributed simulation had no obvious effect on the computational efficiency. In order to enhance the computational efficiency, the grid parallel method and model parallel algorithm were studied based on the high performance cluster system. The parallel simulation method for fluid dynamics, data exchange method for partition boundary and load balance technology for parallel computing were developed and applied to the system simulation of hypersonic vehicles. The experimental results show that the high computational precision, high speed of solving equations and good effect of engineering application are achieved.

Key words: parallel simulation, high performance computer, hypersonic vehicle, system simulation

中图分类号:

TP311.52

孙学功, 龚春叶. 高超声速飞行器并行仿真方法研究[J]. 系统仿真学报, 2015, 27(5): 948-958.

Sun Xuegong, Gong Chunye. Research on Parallel Simulation of Hypersonic Vehicles[J]. Journal of System Simulation, 2015, 27(5): 948-958.

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Research on Parallel Simulation of Hypersonic Vehicles

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