数千上万核上模拟结果的并行可视化

在科学与工程计算中,在数千上万核上,模拟包含上亿网格单元的模型通常输出TB量级的时变数据集。这些数据集包含多个时刻的数据,每个时刻的数据分布存储在数千个文件,单时刻的数据量达到几GB甚至几十GB。为了并行地可视化这种时变数据集,本文设计了基于网格片的层次化数据结构,基于该数据结构改进和优化了并行可视化流程和数据通信算法。在集成到可视化软件后,实现了两个应用的模拟结果可视化。实测数据表明,对于单时刻5GB和32GB的数据,在数十上百个处理器核上,从数据读入到获得体绘制结果的时间分别为19秒和80秒,交互操作为2秒到10秒;三维面绘制在数秒钟内,切片分析在2秒以内。     

基于网格与R-树空间索引的矢量线图任意简单多边形窗口裁剪算法

针对大规模矢量线与大量裁剪窗口同时出现的线裁剪算法存在的三个主要问题,减少线段求交次数、简化交点出入属性计算以及无交点矢量线的取舍,本文提出了一种基于双空间索引的大规模线图任意多边形裁剪算法。算法根据裁剪多边形的边分别建立R-树索引和均匀Cell索引,应用两种索引各自的优点大幅减少被裁剪线段与裁剪多边形上线段的求交次数。在此基础上,基于均匀网格索引,提出局部射线法,简化交点出入属性计算和无交点矢量线的取舍。本文在传统算法基础上提出三点改进:首先提出基于两种空间索引模型进行线段求交计算,保证算法在理论上具有较低的时间复杂度;其次,在射线法和网格索引基础上提出局部射线法,使得判断每个交点出入属性的时间复杂度为O(1)～ O(n~(1/2)),与参考文献中的算法相比,此方法的优点是避免判断多边形上顶点的方向;最后,算法中裁剪多边形可以是包含任意多个洞的任意简单多边形,克服传统算法中对裁剪多边形的特定约束条件。     

地铁指挥中心防雷等电位设计探讨

在地铁指挥中心的防雷设计中,防雷等电位连接设计是一个非常重要然而又容易被忽略的问题(注意“防雷等电位连接”与防止人身电击伤害事故而进行的“等电位联结”是不同的).从工程实际出发,对雷击过电压的成因及其影响进行探讨,分析等电位连接的必要性,进而提出地铁指挥中心防雷等电位以及接地设计的具体解决方案.     

高压交流线路避雷器劣化状态数值仿真

高压交流线路避雷器的劣化分析是保障其运行安全的重要评估技术.针对避雷器出现的劣化问题,提取其伏安特性中的小电流区间,建立数学表征模型,并以模型中的时间常数表征氧化锌的劣化程度.结合晶粒物理结构、Voronoi网格分析晶粒及晶粒间的电气连接特性,推演RC等效电路模型并简化电路.开展数值仿真计算,获得不同劣化程度下避雷器的伏安特性曲线以及交流电压作用下的阻性电流变化规律,分析了容性电流分量与谐波电压对总泄漏电流的影响.泄漏电流波形的畸变率可判断避雷器的劣化程度,模型可辅助优化基于泄漏电流的避雷器在线监测与诊断技术.     

大数据环境下基于改进网格单元的 DBSCAN算法

近年来,在HDFS上的小文件聚类存储问题引起了广泛关注。针对传统聚类算法DB-SCAN在聚类过程中,出现数据密度不均匀时造成聚类效果粗糙及时间开销较大等问题,提出了一种基于经改进网格单元的 DBSCAN聚类算法。该算法首先使用网格单元划分及爬山法辨别岀局部次优区域来缩小搜索范围,进而再从所选局部次优区域执行宽度优先搜索法,遍历数据点併将其聚类成簇,有效地提高了数据聚类的精确度,显著降低了时间成本。实验结果表明,在数据集較小的情况下,该算法在聚类精度和运行时间上与传统算法接近。当数据集较大时,与传统算法相比,该算法的聚类精度有明显提高,具有更高的时间效率,满足了大数据环境下的小文件处理需求。     

基于GOS的国家网格集成环境及应用实例开发*

中国国家网格作为国内最主要的网格为用户提供了良好的计算服务.详细讨论了网格中间件系统软件GOS的功能和结构,以及基于GOS的中国国家网格集成环境,给出了生物信息软件MEME在国家网格环境下的集成实现,并提出了今后的工作方向.     

基于网格技术的物联网Savant中间件的实现技术*

简述物联网Savant中间件的工作原理,分析了目前Savant系统中存在的缺陷,并提出了相应的解决办法.讨论了网格技术的特点及与构造Savant系统紧密相关的技术细节和系统构建思想,就基于网格技术构造可扩展的Savant系统进行研究.提出了一种基于网格技术的Savant系统体系结构,并分析了这个体系结构的特点及优势.详细介绍了Savant系统的内部模块功能和交互方式,并介绍了一个能够满足这种设计需求的Savant系统原型的功能特点及实现方法.     

基于XML的校园网格应用研究*

为解决校园网网格应用中软件集成问题,提出了通过基于XML的Java中间件来实现校园网内各部门间数据的转换与匹配。首先通过Java中间件对校园网内旧有异构数据库中的数据进行XML文档化转换;在此基础上给出一套基于开放源代码的J2EE架构来组建以ESB为核心的软件集成系统以实现校园网格应用的基础架构;最后以应用实例的形式在这一架构下完成相应网格应用,并进行了相关性能测试,验证了其有效性和优越性。     

网格环境下基于信任度的资源访问控制研究*

首先给出了网格计算中访问控制的特点和需求。现有的访问控制技术以及分布式授权模型,均不能满足网格计算中对访问控制的需求。通过建立实体间的信任关系,在CAS基础上,提出了基于信任度的访问控制机制。为了提高资源的利用率,提出了Ticket机制。最后给出模拟实验结果,验证有效性。     

针对无网格并行计算的基于模糊均值聚类的分区方法*

针对国际上普遍采用的基于回归几何二分的分区方法的缺陷,提出了基于模糊均值聚类的均匀模糊均值聚类分区算法。采用该方法对不同类型的无网格几何模型进行了分区,并根据分区信息对三维实体模型进行了并行计算。通过与基于回归几何二分法的比较,充分验证该算法的有效性和可行性。