可视化系统前端数据管理系统设计与实现

在可视化系统的实际应用中,输入数据的管理是关键性的问题。文中对以往的可视化系统的前端数据管理存在的问题进行了分析,提出了新的数据管理方案。为了验证笔者的方案,该文针对MM5气象模式的数据输出实现了一个数据管理系统(DMS)。     

MCMC方法在生物逆问题求解中的应用

提出用马尔科夫链蒙特卡罗（MCMC）方法来求解生物逆问题。导出待求参数分布规律的后验概率密度函数;采用自适应Metropolis算法构造Markov链;然后截取收敛的链序列计算数学期望,成功估计出未知参数。数值实验结果表明,该方法具有很高的估计精度和较好的抗噪声性能。     

切比契夫序列多点估值的两个新方法

自1.引言众所周知,切比契夫多项式在工程实践中使用非常普遍,广泛应用于计算流体力学、计算空气动力学和计算电磁学等科学和工程计算中.这些问题通常可以归结为偏微分方程数值解,而切比契夫序列估     

数值天气预报中谱方法的并行实现

§1.引 言 谱方法是上世纪七十年代发展起来的应用于大规模数值天气预报模式系统的数值方法.近年来谱方法已成为求解偏微分方程的重要数值方法之一[1,2],与经典的网格点方法相比,它具有计算精度高、稳定性好、程序简单而有效的突出特点.谱方法虽然有计算量和存储量均大的缺点,但超级并行计算技术的发展推动了谱方法的进一步发展和应用[3,4].近十年来,谱方法在数值天气预报领域的应用越来越广泛,不仅应用于全球数值天气预报模式而且应用于有限区域数值天气预报模式.     

面向全球数值天气预报模式的加权等积并行数据划分算法

极区计算对全球数值预报模式设计的重要性主要体现在2个方面：模式动力框架中的极区处理和极区并行数据划分带来的并行负载不平衡问题.其中后者是全球数值预报模式大规模并行计算的性能瓶颈,对此提出一种新的基于加权等积的球面数据划分算法.该算法以球带数目和权函数为参数,将南北两极分别划分到单独的子区域,形成极点通区,使从极点到赤道方向每个纬度对应的子区域数目逐渐增多,灵活地实现球面网格的高质量划分.从理论上分析该算法的划分质量后,以基于球谐谱的浅水波模式PSTSWM为实验平台,验证了提出的划分算法具有很好的并行划分性能以及可扩展性.结合我国自主设计的GRAPES全球模式,展望了该算法的应用前景.     

等距曲面的NURBS放样插值方法

本文给出了等距曲面的一种NURBS放样插值生成方法，该方法主要是在原始NURBS曲面上取得一个能较好反映曲面特征的型值点阵，再交这个型值点阵按某种算法矢方向外推，从而得到原始曲面的等距曲面上的型值点阵，然后，再用NURBS放样插值曲面来逼近等距曲面，本文给出的算法几何意义明显，易于编程实现，且得到的等距曲面其u向和v向参数曲线仍是NURBS曲线，且具有C^2连续性，最后，给出了一个实例。     

近似三对角Toeplitz方程组的快速分布式并行算法

利用近似三对角Toeplitz矩阵的特殊结构,提出了一种新的求解近似三对角Toeplitz方程组的快速算法．在三对角Toeplitz矩阵的近似LU分解的基础上,利用“分而治之”的思想,并结合秦九韶技术和特殊的数学技巧减少大量的冗余计算,提出了求解近似Toeplitz三对角方程组的快速分布式并行算法,并在理论上证明了算法具有近似于线性的加速比．最后通过数值实验证明,新的并行算法具有较高的并行效率,并且当矩阵阶数n足够大时,算法的加速比趋近于线性加速比．     

LASG/IAP全球海洋环流模式的并行计算及其优化

研究了中国科学院大气物理研究所大气科学与地球物理实验室(LASG/AP)的全球海洋环流模式的串行计算特点，分析了共可扩展并行性，实现了基于一维纬向剖分的分布式存储和共享存储并行计算。结合目前高性能计算机的技术特点，研究了并行海洋环流模式的计算优化，提出若干优化策略。     

混合基函数勒让德谱元方法

针对勒让德谱元方法,构造了一类混合局部基函数,并证明了其线性无关特点.在此基础上,给出了一种勒让德谱元计算格式:在元素端点采用局部拉格朗日基函数,在元素内部采用调整后的局部勒让德多项式.进行了正确性和精度测试,数值实验结果表明该方法能够有效地实现高计算精度,且其计算矩阵比经典谱元方法更为简单,并具有良好的数据重用性和稀疏特点.     

全球(z)双三次数值模式并行算法设计与实现

针对双三次数值天气预报模式进行了并行算法研究。采用一维区域分解算法,借鉴块棋盘划分矩阵转置算法,设计和实现了数据转置通信算法,并采取计算与通信重叠技术减小通信时间对并行效率的影响,最终实现了双三次数值天气预报模式的并行算法,并在机群系统上进行了并行性能测试评估。结果表明,实现的双三次数值预报模式并行算法的并行效率较高,设计实现的数据转置通信算法、计算与通信重叠技术取得了较好的效果。