并行計(jì)算技術(shù)在匹配場聲源定位中的應(yīng)用研究.pdf

1、匹配場聲源定位使用全波海洋聲傳播模型代替簡化平面波聲傳播模型，能夠突破傳統(tǒng)被動定位方法的定位距離有限的局限，正確估計(jì)遠(yuǎn)程和超遠(yuǎn)程聲源的距離和深度，是水聲學(xué)研究的熱點(diǎn)內(nèi)容之一。但由于水聲環(huán)境十分復(fù)雜，匹配場定位方法面臨著計(jì)算量大、耗時(shí)長、占用存儲空間大等問題，不能快速為仿真環(huán)境提供數(shù)據(jù)支持，因此本文將并行處理技術(shù)引入到匹配場聲源定位中，將處理任務(wù)合理地分配到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多個(gè)處理機(jī)上，使其在較短的時(shí)間內(nèi)協(xié)同完成處理任務(wù)，從而加快計(jì)算速度。<

2、br>　　 本文深入研究并分析了匹配場處理中存在固有的并行性，搭建了匹配場聲源定位的并行計(jì)算平臺，詳細(xì)介紹了匹配場聲源定位算法的并行化方法。針對匹配場聲源定位的特點(diǎn)，本文使用了區(qū)域分解法(SD)和頻率分解法(FD)兩種并行方式進(jìn)行計(jì)算，前者主要開發(fā)網(wǎng)格點(diǎn)間處理任務(wù)的數(shù)據(jù)并行性，后者主要開發(fā)不同頻率點(diǎn)間處理任務(wù)的數(shù)據(jù)并行性，并以互聯(lián)的雙核PC機(jī)作為并行計(jì)算硬件平臺，選用Windows XP操作系統(tǒng)、FORTRAN編譯器，在MPI并行環(huán)境

3、中對并行算法進(jìn)行測試和相應(yīng)的分析。
　　 為了進(jìn)一步提高計(jì)算效率，本文引入了并行遺傳算法作為匹配場聲源定位的尋優(yōu)工具，跟據(jù)匹配場處理的實(shí)際特性，對并行遺傳算法的操作算子及評估標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了合理設(shè)計(jì)，使其快速收斂到最優(yōu)值，采用島嶼模型完成進(jìn)程間的相互通信，并分析對比了算法的通信特性對求解問題的計(jì)算效率和精度的影響。
　　 本文對并行算法進(jìn)行了詳細(xì)的仿真實(shí)驗(yàn)分析，分別從并行算法的程序運(yùn)行時(shí)間、通信時(shí)間開銷、加速比及并行效率幾方面