Optimising the Termofluids CFD code for petascale simulations

ABSTRACT

This paper presents some recent efforts carried out on the expansion of the scalability of TermoFluids multi-physics Computational Fluid Dynamics (CFD) code, aiming to achieve petascale capacity for a single simulation. We describe different aspects that we have improved in our code in order to efficiently run it on 131,072 CPU-cores. This work has been developed using the BlueGene/Q Mira supercomputer of the Argonne Leadership Computing Facility, where we have obtained feedback at the targeted scale. In summary, this is a practical paper showing our experience at reaching the petascale paradigm for a single simulation with TermoFluids.     

基于北斗卫星通信的偏远地区用电信息采集

目前电力公司在进行各类用户的用电数据采集上,通信方式主要有手机通信网络、光纤网络、电力微波网络等.本文针对广大人烟稀少山区、牧区中不具备以上通信条件的光伏电站、水电站和居民用户,采用北斗卫星导航系统中的短报文服务为通信通道,通过研发一种小型数据交换装置,在台变现场和电力公司主站系统前端同时部署,在不改变已投运设备和系统的前提下,透明的嵌入北斗通信链路,解决偏远地区的用电信息采集难题.     

基于CAN总线的智能控制器设计

随着计算机技术、微处理器技术以及通讯技术的不断发展,传统仪表己经不能适应工控的要求.而CAN总线控制器的出现为工业控制系统向分散化、网络化发展等开辟了新的空间.CAN控制器具有良好的稳定性、高可靠性、较快的通讯速率以及低成本等特点,且能够有效支持实时、分布式控制,从而应用于许多领域,本设计针对内嵌CAN的STM32F103RC处理器进行深入研究,并以它为核心部件进行CAN控制器软硬件的设计,该控制器兼容模拟量数字量的输入,保证了通用性并具有较大的应用范围.在采集与输出通道数量方面也得到了保障.例如由于工业需求要增加监测点或执行点,本控制器可以解决此问题.从长远考虑会降低用户的投资成本,本控制器可以与其他CAN节点及上位机组成CAN总线远程监控系统,实现仪表网络化,智能化.     

便携式发动机油压数据采集系统的设计与实现

为解决目前无人机发动机生产、调试和检验中的遇到的问题,研制了一种高精度、便携式发动机油压数据采集设备,该设备以C8051F005单片机为核心芯片,构成油压数据采集最小系统。文中给出了发动机油压数据采集系统的设计方法与系统组成,详细阐述了油压数据采集系统的硬件及软件实现方法。测试结果表明:该发动机油压采集系统具有精度高、功耗低、工作稳定可靠等优点,且各项指标均达到了系统研制要求。目前已作为发动机的配套产品装备在某型号无人机中。     

叠加训练序列设计及其高效传输技术研究

采用训练序列与信息数据叠加的传输方案由于消除训练序列占用的频带开销而受到广泛关注。然而,如何高效的分离叠加信号是实现高效信道估计和可靠检测的基础。通过叠加周期训练序列,研究了基于数据依赖的叠加训练(DDST)方案的高效信道估计和检测方案。并结合信道编码技术,研究了编码条件下DDST方案与传统时分复用(TDM)方案的性能。仿真结果表明,在消除训练带宽开销的情况下,获得DDST方案与TDM的误码率基本保持一致。     

DS-SS/EBPSK调制的码分多址研究

为了实现直序扩频扩展的二元相移键控(DS-SS/EBPSK)调制的多址通信,研究了一种DS-SS/EBPSK调制的码分多址实现方法.首先对DS-SS/EBPSK调制信号进行分析,公式化表述了DS-SS/EBPSK的调制过程,得到了可用于解扩和码分多址的等效扩频序列;在此基础上,设计了相关接收机对DS-SS/EBPSK调制信号进行检测,利用不同用户扩频序列互相关很小的特点实现多址传输;最后以m序列为例,仿真了期望用户的误码性能与用户数量和m序列周期长度的关系.仿真结果验证了此种码分多址实现方式的可行性,同时也表明多用户的于扰程度取决于扩频序列之间的互相关性.     

基于平均相关和差分相干累积的微弱GPS C/A码信号精密捕获算法

针对弱信号条件下GPS C/A码捕获问题,提出一种基于平均相关和差分相干累积的码捕获算法。首先,引入相干能量最大值与第二大值的比值作为判决变量,仿真了各种捕获算法的虚警概率得到最佳的判决门限;然后,通过设置的判决门限获得不同多普勒频率偏差及信噪比条件下的检测概率;最后,比较了所提差分相干累积算法、相干非相干累积算法以及非相干累积算法的捕获灵敏度。仿真实验表明,在相同接收数据长度的情况下,采用差分相干累积算法比其他2种算法提高捕获灵敏度约2 dB。     

多跳相干探测光谱幅度码标记交换系统传输特性分析

提出了一种基于标记栈技术的两跳相干探测光谱幅度码(SAC)标记交换系统.利用仿真软件,搭建了包含两个转发节点、两个156 Mb/s光谱幅度码标记、与40 Gb/s差分正交相移键控(DQPSK)净荷的光标记交换系统.利用接收光功率与光信噪比(OSNR)分析系统传输性能,并得到结论:经两个节点传输后,标记与净荷产生的功率代价与OSNR代价均未超过3 dB.     

北斗二号B1信号捕获方法研究

为了缩短北斗B1信号的捕获时间,提高多普勒频率和码相位的估计精度,针对北斗NH码对差分相干累积值的影响,改进了广义差分相干累积捕获方法。并采用二次频率-码相位捕获法来提高载波多普勒频率和码相位的估计精度。理论分析与仿真实验表明,改进的广义差分相干累积法能够克服NH码的影响。用4个1ms的相干累积值,改进的广义差分法可成功捕获信噪比为-27dB的信号。最后,用实测的北斗数据验证了算法的正确性。     

基于ZigBee的煤层气录井红外甲烷监测系统设计

针对传统煤层气录井系统中采用老式传感器和有线网络对煤层气甲烷含量进行监测实时性差和精度不高等问题,该文设计一种红外甲烷技术和ZigBee无线传输技术相结合的新型煤层气甲烷监测系统。该系统以MSP430F449单片机和CC2430芯片为核心,采用ZigBee无线通信协议。其可实时采集传输甲烷含量数据,具有稳定性高,拓展能力强,精度高,实用性强等优点。