聲場時(shí)域信號(hào)預(yù)報(bào)并行算法研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，單處理機(jī)的處理能力正在逐年提升，但是由于受到技術(shù)水平的限制，單處理機(jī)的計(jì)算能力滿足不了許多領(lǐng)域中具有挑戰(zhàn)性的大規(guī)模計(jì)算課題對(duì)計(jì)算資源的需求，所以除了增加處理器本身的計(jì)算性能外，并行計(jì)算是一種提高計(jì)算能力的有效方法。
　　 并行計(jì)算技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到許多領(lǐng)域，在難以依靠修改模型本身來減少計(jì)算時(shí)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(jì)算技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)有的聲場計(jì)算模型中，為解決水下聲場計(jì)算復(fù)雜、計(jì)算量大、

2、計(jì)算速度慢的問題，實(shí)現(xiàn)聲場計(jì)算實(shí)時(shí)性的要求做了一定的探索。本文主要進(jìn)行了以下幾方面的研究：
　　 1、研究了并行計(jì)算的硬件平臺(tái)，主要包括現(xiàn)有的并行計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)，以及基于CUDA語言的GPU并行平臺(tái)；研究了并行計(jì)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(chǔ)模型等。
　　 2、進(jìn)行聲場預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)是聲場的計(jì)算模型，本文對(duì)海洋聲場的建模方法進(jìn)行研究，深入研究了簡正波KRAKEN模型，

3、計(jì)算原理以及串行的寬帶KRAKEN的實(shí)現(xiàn)原理。介紹了建立時(shí)域上的脈沖傳播模型的兩種方法，詳細(xì)介紹了頻域解的傅里葉合成方法。
　　 3、詳細(xì)介紹了消息傳遞模型標(biāo)準(zhǔn)MPI、CUDA的使用以及安裝方法，搭建了并行計(jì)算的運(yùn)行環(huán)境；實(shí)現(xiàn)了基于MPI的寬帶KRAKEN聲場并行計(jì)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(shí)現(xiàn)了寬帶聲場時(shí)域接收信號(hào)的并行預(yù)報(bào)仿真。
　　 4、通過對(duì)不同數(shù)據(jù)量的測試表明，并