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兼顾气动和近场声爆特性的伴随优化

空气动力学学报 2023年第5期41卷 48-58,I0001页

作者：刘峰博郝海兵李典梁益华中国航空工业集团公司、西安航空计算技术研究所、航空气动数值模拟重点实验室西安710065

发展气动/声爆伴随优化设计方法对于研制新一代超声速客机具有重大意义。典型的气动/声爆伴随优化设计方法分为两种:近场信号的伴随优化和远场声爆预测耦合伴随设计优化。将最新发展的基于离散伴随理论的近场声爆信号反设计与气动特性... 详细信息

发展气动/声爆伴随优化设计方法对于研制新一代超声速客机具有重大意义。典型的气动/声爆伴随优化设计方法分为两种:近场信号的伴随优化和远场声爆预测耦合伴随设计优化。将最新发展的基于离散伴随理论的近场声爆信号反设计与气动特性优化结合,提出兼顾气动和近场声爆特性的伴随优化策略。首先,概述了伴随方程梯度求解和提出的基于信号射线方法的近场过压提取及目标过压装配过程,并验证了优化流程中近场信号及地面波形预测的准确性。其次,针对超声速民机标模,开展了低阻优化、近场低声爆反设计、兼顾气动和近场声爆特性的伴随优化三种策略的对比研究,结果表明兼顾气动和近场声爆特性优化策略的伴随优化在综合提升气动和低声爆特性上表现更优。最后与文献中相同算例的优化结果进行对比分析,进一步证明了该优化策略在超声速民机设计中的应用潜力。

关键词：超声速客机计算流体力学气动优化离散伴随方法声爆优化反设计

面向OpenGL 2.0的图形处理器图像处理单元体系结构

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计算机辅助设计与图形学学报 2019年第10期31卷 1858-1870页

作者：任向隆田泽张骏郑新建韩立敏王治张亮李哲许宏杰刘航张宏伟中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所西安710068 集成电路与微系统设计航空科技重点实验室西安710068

为实现图形处理器的自主可控,设计了面向OpenGL2.0图形处理器图像处理单元的体系结构.首先,确定了图像处理单元的单元结构及工作流程;其次,针对每条所处理的函数设计了数据通路;随后,依据各函数的数据通路和OpenGL规范,整理了各模块的... 详细信息

为实现图形处理器的自主可控,设计了面向OpenGL2.0图形处理器图像处理单元的体系结构.首先,确定了图像处理单元的单元结构及工作流程;其次,针对每条所处理的函数设计了数据通路;随后,依据各函数的数据通路和OpenGL规范,整理了各模块的处理函数对照表;最后,实现了其体系结构,并在虚拟仿真和FPGA平台进行了纹理加载/获取、卷积、颜色表、柱状图等功能验证,对纹理加载进行了峰值性能验证,面向FPGA和ASIC进行了代价评估.结果表明,该结构能够实现图像处理单元所规定的系列功能,性能满足设计要求,峰值情况每秒可处理30帧2K×2K图像,实现代价可接受.目前,该图像处理单元已集成到完全自主研发的图形处理器之中.

关键词：图形处理器图像处理单元图像管线图像处理子集像素传输 OpenGL 2.0

WiseCFD V2023:一种基于开放架构的CFD软件验证与确认应用支持平台

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航空学报 2024年第20期45卷 115-132页

作者：李立梁益华杨永武君胜西北工业大学计算机学院西安710065 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所西安710068

验证与确认(V&V)是确保CFD软件及其模拟结果可信度最重要和最基础的活动。通过建立流程化、自动化的软件平台支持CFD软件验证、确认和可信度评价工作开展,有助于减少人为操作错误、大幅提高验证与确认的工作效率。从2004年第1个版本的Wi... 详细信息

验证与确认(V&V)是确保CFD软件及其模拟结果可信度最重要和最基础的活动。通过建立流程化、自动化的软件平台支持CFD软件验证、确认和可信度评价工作开展,有助于减少人为操作错误、大幅提高验证与确认的工作效率。从2004年第1个版本的WiseCFD平台发布以来,针对如何建立开放的CFD软件可信度评估框架,开展过很多尝试。从系统工作流程、软件架构、核心功能模块组成等方面着重介绍一种基于Web和开放架构思路实现的新一代CFD软件验证与确认应用支持平台:WiseCFD V2023,并对平台关键技术及实现进行论述。以CFD软件可信度评价指标体系为理论指导,辅以标准化的验证和确认数据库建设,并采用CFD数据及软件接口标准化技术,打通底层工具链和数据链,平台突破了针对不同类型CFD软件的开放集成、针对不同类型计算作业的开放工作流定义、基于评价指标的不同类型验证、确认和可信度评价任务的开放定义、开放的底层支持验证和确认数据库以及自动化验证和确认等关键技术,构建了一套自动化的、面向专业CFD软件验证、确认和可信度综合评价的基础软件框架。具体实现采用三层B/S软件架构,并基于微服务、容器化以及容器编排等云原生技术进行构建,便于平台的创建和部署。针对典型工程CFD软件开展的验证、确认和可信度评价场景应用示范,证实所构建验证与确认应用支持平台的可行性和有效性。

关键词：可信度验证与确认可信度评价指标开放架构计算流体力学(CFD)

基于伴随方程方法的非结构网格自适应技术及应用

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空气动力学学报 2011年第3期29卷 309-316页

作者：李立白文梁益华中国航空工业集团公司第六三一研究所陕西西安710068 中国航空研究院航空数值模拟技术研究应用中心北京100012

对基于伴随方程的网格自适应技术的基本原理进行了研究,构造并实现了基于流场伴随方程的非结构网格自适应探测器,利用局部加密网格的办法,建立了基于Euler方程的无粘伴随自适应能力。对于粘性流动问题,提出首先应用无粘计算和伴随自适... 详细信息

对基于伴随方程的网格自适应技术的基本原理进行了研究,构造并实现了基于流场伴随方程的非结构网格自适应探测器,利用局部加密网格的办法,建立了基于Euler方程的无粘伴随自适应能力。对于粘性流动问题,提出首先应用无粘计算和伴随自适应技术从基准网格自动生成具有较好网格分辨率的非结构自适应网格,然后采用层推进法自动生成粘性计算网格的求解策略。采用RAE2822二维翼型和ONERA-M6三维机翼对所建立的无粘伴随自适应方法进行了验证,并应用所提出的方法和策略,对第二届国际涡流试验项目(VFE-2)中的65°尖前缘三角翼大攻角涡流场进行了数值模拟。对比计算结果表明,所建立的非结构网格伴随自适应方法是可行的和有效的。

关键词：网格自适应伴随方程三角翼涡流场 VFE-2

SAE AS6802协议研究及模块化仿真平台设计

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计算机工程 2021年第1期47卷 203-209页

作者：何向栋孙靖国陈长胜王建宇贾世伟中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所西安710065

分析安全关键领域的时间触发网络协议SAE AS6802与时间同步算法技术,分别对同步流程、时间同步角色、时序保持算法、集中控制算法、时钟纠正算法、同/异步派系检测算法以及通道择优方法等进行研究,归纳时间同步精度的影响因素。在此基础... 详细信息

分析安全关键领域的时间触发网络协议SAE AS6802与时间同步算法技术,分别对同步流程、时间同步角色、时序保持算法、集中控制算法、时钟纠正算法、同/异步派系检测算法以及通道择优方法等进行研究,归纳时间同步精度的影响因素。在此基础上,设计一种时间同步算法IP核,并构建基于SystemVerilog的模块化仿真验证平台。利用该平台对时间同步算法进行RTL级仿真,结果验证了该时间同步算法的正确性,其同步精度保持在亚微秒级,满足下一代高安全关键领域的应用要求。

关键词： AS6802协议时间触发网络时间同步时序保持算法集中控制算法派系检测模块化仿真

基于提升深度迁移自动编码器的轴承智能故障诊断

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机械工程学报 2020年第9期56卷 84-90页

作者：邵海东张笑阳程军圣杨宇湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所西安710065

实际工程中,含标注信息的轴承监测数据严重缺乏,这将导致其智能故障诊断模型难以有效构建。提出了一种基于提升深度迁移自动编码器的新方法用于不同机械设备间的轴承故障智能诊断。首先,采用可缩放指数型线性单元作为标准自动编码器的... 详细信息

实际工程中,含标注信息的轴承监测数据严重缺乏,这将导致其智能故障诊断模型难以有效构建。提出了一种基于提升深度迁移自动编码器的新方法用于不同机械设备间的轴承故障智能诊断。首先,采用可缩放指数型线性单元作为标准自动编码器的激活函数,提升原始振动数据的映射质量。然后,非负约束用于修正代价函数,进一步减少重构误差。其次,构建提升深度自动编码器并用充足可用的源域数据进行预训练,得到的参数作为目标模型的初始化参数。最后,目标域中仅有的一个训练样本用于目标模型的微调以适应剩余的测试样本。将所提方法用于分析不同轴承的试验振动数据,结果表明,所提方法能基于原始振动数据有效实现不同种机械设备间的迁移诊断。

关键词：提升深度自动编码器轴承故障迁移诊断可缩放指数型线性单元非负约束

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无线航空电子内部通信网络协议现状与分析

北京邮电大学学报 2021年第3期44卷 1-8页

作者：李士宁范祥辉刘洲洲陈长胜程涛西北工业大学计算机学院西安710072 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所西安710068

为了制定无线航空电子内部通信(WAIC)网络协议,参考网络通信5层协议模型、机载有线通信网络可靠性安全性要求、工业无线网络协议及WAIC网络最新研究成果,提出了WAIC网络系统模型,包括应用模型、拓扑模型和通信协议模型,并对WAIC网络通... 详细信息

为了制定无线航空电子内部通信(WAIC)网络协议,参考网络通信5层协议模型、机载有线通信网络可靠性安全性要求、工业无线网络协议及WAIC网络最新研究成果,提出了WAIC网络系统模型,包括应用模型、拓扑模型和通信协议模型,并对WAIC网络通信协议各层技术难点和解决方法进行了深入的研究.物理层使用4.2~4.4 GHz频段,通过正交频分复用技术提高抗干扰能力,高低速分别选用正交振幅调制和正交相移键控编码方式;数据链路层使用被动式邻居发现策略、时分多路访问调度方式和主备信道传输机制;网络层使用静态图路由协议,提供一次链路故障冗余;传输层使用无连接传输服务,基于双向认证的接入控制以及数据加密机制;应用层使用匿名消息签署协议将应用与网络解耦,提高WAIC网络应用模式的多样性和兼容性.

关键词：航空电子无线航空电子内部通信网络协议网络模型

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基于节点预测的直接Cache一致性协议

计算机学报 2014年第3期37卷 700-720页

作者：张骏田泽梅魁志赵季中中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所西安710068 西安交通大学电子与信息工程学院西安710049

处理器性能的提升依赖于对存储系统性能的挖掘．随着片上集成内核数量的不断增大和特征尺寸的持续缩小，延迟、存储可扩展的Cache一致性协议已经成为提升访存效率的关键性因素．文中提出一种基于节点预测的直接Cache一致性协议-NPP协议... 详细信息

处理器性能的提升依赖于对存储系统性能的挖掘．随着片上集成内核数量的不断增大和特征尺寸的持续缩小，延迟、存储可扩展的Cache一致性协议已经成为提升访存效率的关键性因素．文中提出一种基于节点预测的直接Cache一致性协议-NPP协议，研究一致性交互延迟隐藏和目录存储开销减少技术．针对读、写缺失中存在的间接性问题和现有解决方案破坏已有数据局部性、无法获得最近数据副本等问题，分别提出节点挂起技术和直接写缺失处理技术，有效隐藏了目录访问延迟．为了实现准确的节点预测，作者还提出基于“签名”回收的历史信息更新算法，避免了冗余更新和不完整更新．使用SPLASH-2测试程序集，在基于2DMESHNoC互联的64核CMP下，相对于全映射目录协议，NPP协议的平均执行时间降幅为21．78％～31．11％；平均读缺失延迟降低14．22％～18．9％；平均写缺失延迟降低17．89％～21．13％．而获得上述性能提升的代价是网络流量平均增加6．62％～7．28％．

关键词：单芯片多处理器(CMP) 预测一致性协议目录可扩展中图法

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图形处理器低功耗设计技术研究

计算机科学 2013年第6A期40卷 210-216页

作者：田泽张骏许宏杰郭亮黎小玉中国航空工业西安航空计算技术研究所西安710077

图形处理器(GPU)以其强大的图形加速性能以及在通用计算领域的出色表现正在被越来越广泛地应用。但随着芯片规模和集成度的不断提升,单个GPU芯片的功耗已经高达376W,是高端通用处理器的2～3倍。高功耗带来的可靠性、稳定性以及芯片成本... 详细信息

图形处理器(GPU)以其强大的图形加速性能以及在通用计算领域的出色表现正在被越来越广泛地应用。但随着芯片规模和集成度的不断提升,单个GPU芯片的功耗已经高达376W,是高端通用处理器的2～3倍。高功耗带来的可靠性、稳定性以及芯片成本问题使"功耗墙"已经成为未来GPU设计过程中需要突破的关键问题之一。立足于体系结构层次,结合图形处理器的渲染流水线的结构特点,从深度测试和消隐、染色器数据通路、纹理映射和压缩、渲染策略、寄存器文件和片上Cache等角度描述了图形处理器的低功耗设计技术,并指出了GPU低功耗设计技术的进一步研究方向。

关键词：图形处理器低功耗渲染 Cache