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基于GPU的分子动力学势函数及结构特征量模拟系统

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基于GPU的分子动力学势函数及结构特征量模拟系统

作者：潘林哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

GPU(Graphics Processing Unit,图形处理器)具有很强的并行计算能力,尤其CUDA(Compute Unified Device Architecture,统一计算设备架构)的出现使得GPU在高性能计算中占据越来越重要的地位。分子动力学模拟技术是指利用计算机来模拟体系... 详细信息

GPU(Graphics Processing Unit,图形处理器)具有很强的并行计算能力,尤其CUDA(Compute Unified Device Architecture,统一计算设备架构)的出现使得GPU在高性能计算中占据越来越重要的地位。分子动力学模拟技术是指利用计算机来模拟体系中各个粒子随时间的运动变化情况,由于其计算量较大,因此考虑放到GPU上来执行。本文在分析了GPU的并行能力及分子动力学模拟原理的基础上,将模拟计算过程中耗时最多的势函数计算移至GPU计算,分析势函数计算的内在并行性,利用CUDA线程与粒子间的一一对应关系,并结合GPU自身特点,完成计算的加速。本文实现了两种对势(Morse势、Lennard-Jones势)和两种多体势(Tersoff势、EAM势)的GPU加速计算。计算结果表明,在NVIDIA GeForce GTX650的GPU上,相对于Intel Core2E7500的CPU,势函数计算的加速比在22-91之间,这也就能极大的缩短整个分子动力学模拟计算的时间。另外本文还介绍了两个结构特征量(径向分布函数(RDF)、静态结构因子(SSF))的GPU加速,计算结果表明,在与上述相同平台下,加速比达到22-27。最后,本文在Windows平台下,采用Qt设计图形用户界面,完成了分子动力学模拟系统的搭建,其中的势函数及结构特征量的计算基于GPU运行,并对系统进行了测试。

关键词：图形处理器统一计算设备架构分子动力学模拟势函数结构特征量

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基于CFD的炮口制退器结构特征量特性研究

兵工自动化 2013年第1期32卷 4-7页

作者：陈明亮李志刚鲍密南京理工大学机械工程学院南京210094 南京理工大学动力工程学院南京210094

为了减少火炮的后座动能提高炮口制退器的作用,提出一种利用计算流体力学的方法计算炮口制退器流场来研究炮口制退器结构特征量的方法。通过推导结构特征量在定常流和非定常流条件下结构特征量的计算算式,计算3种不同类型炮口制退器在... 详细信息

为了减少火炮的后座动能提高炮口制退器的作用,提出一种利用计算流体力学的方法计算炮口制退器流场来研究炮口制退器结构特征量的方法。通过推导结构特征量在定常流和非定常流条件下结构特征量的计算算式,计算3种不同类型炮口制退器在定常流条件下的结构特征量;并选取一种炮口制退器,在线性和非线性入口非定常流条件下,计算它的结构特征量。计算结果证明:炮口制退器的结构特征量与入口总压、总温大小,以及流动是定常流或者非定常流都没有关系,是一个不变的常量,与火炮试验结果一致。

关键词：炮口制退器结构特征量定常流非定常流

基于坐标测量技术与图像检测技术的结构特征量测量系统的研究与开发

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西安理工大学学报 2004年第2期20卷 190-193页

作者：李锋郭俊杰乐静张涛张丽红张涛西安理工大学机械与精密仪器工程学院陕西西安710048 中国人民解放军某兵器试验中心陕西渭南714200

介绍了一种新研制成功的以坐标测量技术为核心,结合图像检测技术和Oracle数据库技术研究和开发出的炮弹结构特征量测量系统。该测量系统实现了多种型号炮弹的全部结构特征量的自动测量和药筒烧蚀面积图像检测以及检测数据的自动评价、... 详细信息

介绍了一种新研制成功的以坐标测量技术为核心,结合图像检测技术和Oracle数据库技术研究和开发出的炮弹结构特征量测量系统。该测量系统实现了多种型号炮弹的全部结构特征量的自动测量和药筒烧蚀面积图像检测以及检测数据的自动评价、分析和报表打印,并通过Oracle数据库对检测结果的数据和报表进行在线或离线的管理。

关键词：结构特征量坐标测量技术图像检测 0ra^le数据库

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自动机膛口装置参变量优化及验证

武汉理工大学学报 2021年第4期43卷 92-97页

作者：豆征李勇刘丹中国兵器工业第202所咸阳712000

以膛口装置的参变量相互关系为研究对象,为提升自动机后坐行程中的制退效率,尤其是削弱射击时的后坐冲击,对膛口装置的制退特性开展理论和试验研究。建立膛口装置参变量仿真模型,分析各参变量变化对制退效率的影响,采用斯鲁霍斯基方法,... 详细信息

以膛口装置的参变量相互关系为研究对象,为提升自动机后坐行程中的制退效率,尤其是削弱射击时的后坐冲击,对膛口装置的制退特性开展理论和试验研究。建立膛口装置参变量仿真模型,分析各参变量变化对制退效率的影响,采用斯鲁霍斯基方法,对结构特征量K与制退效率、火药气体作用系数与弹丸初速的相互影响、膛口装置反射板面积与速度系数的关系、结构特征量的影响因素变化等进行计算分析,并与试验结果进行对比。研究结果表明,所建立的数学模型能够准确描述制退效率的变化规律,根据这一结果,可以结合不同需要对参变量进行优化设计,改进制退效率,均衡侧向冲击。

关键词：膛口装置结构特征量制退效率变化规律作用系数

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新型炮口制退器试验装置研究

新型炮口制退器试验装置研究

作者：陈明亮南京理工大学

学位级别：硕士

炮口制退器属于火炮反后坐装置,对火炮的轻量化、机动性具有重要的作用。针对传统炮口制退器测试方法的缺点,基于火炮试验证明炮口制退器结构特征量只与结构有关,本文提出用接近常温的中压压缩空气(小于5MPa)代替火药燃气并能实现数字... 详细信息

炮口制退器属于火炮反后坐装置,对火炮的轻量化、机动性具有重要的作用。针对传统炮口制退器测试方法的缺点,基于火炮试验证明炮口制退器结构特征量只与结构有关,本文提出用接近常温的中压压缩空气(小于5MPa)代替火药燃气并能实现数字化和自动化控制的炮口制退器试验方法。通过控制体积法,结合炮口制退器结构特征量的定义,推导了炮口制退器在定常流和非定常流下以炮口制退器入口截面气流总压和炮口制退器内壁面所受轴向力为主要物理量的计算算式,并设计了测试炮口制退器入口截面气流总压和炮口制退器内壁面所受轴向力的测试方法。考虑到接近常温的中压压缩空气和高压火药燃气的区别,用计算流体力学方法计算了炮口制退器在不同的入口总压、入口总温、定常流、非定常流、不同种类气体下炮口制退器的结构特征量,计算结果表明,炮口制退器的结构特征量与入口总压、入口总温、定常流、非定常流和气体种类都没有关系,由此得出可以用接近常温的中压压缩空气代替传统的火药燃气进行试验的结论。提出炮口制退器几何相似到同一口径尺寸炮口制退器进行试验的方法,并用计算流体力学验证了几何相似的炮口制退器结构特征量相等。根据基于炮口制退器结构特征量的试验方法特点和试验装置需要达到的功能要求,对试验装置的总体方案、试验装置的结构组成进行了设计,并对主要零部件的结构和它们之间的连接方法进行了初步设计。最后,用一真实的炮口制退器用基于结构特征量的试验方法,用计算流体力学模拟试验过程,计算得到了其结构特征量、后效期作用系数和效率,计算结果证明其效率符合设计指标要求。

关键词：炮口制退器结构特征量计算流体力学试验方案结构设计

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弹丸结构特征数测试系统

西北电讯工程学院学报 1987年第1期 89-95页

作者：王立真西北电讯工程学院电子工程系

本文介绍一个用微机实现过程控制和数据处理的弹丸结构特征数测试系统。应用光电变换、压电变换、机电换能、模数转换及数字信号处理等技术,更新了结构特征数的测试方法,提高了测试精度和工作效率。

关键词：弹丸转动惯量结构特征量惯性矩测量系统测试系统结构特征数