针对并联机构工作空间数值搜索法中冗余问题,结合均匀3D格子气自动机原理中并行计算的特点,提出一种高效且动态的3D格子气自动机的工作空间搜索法。详细阐述了此方法的整个动态演化搜索原理以及算法流程。分别以空间4PPaR并联机构和4PRPaRR为例,根据运动学逆解建立工作空间求解的约束模型,实现4PPaR空间并联机构的可达工作空间、4PRPaRR并联机构定姿态工作空间的3D空间的搜索,验证了该搜索法的可行性和并行搜索能力,讨论了提高该算法搜索能力的影响因素,结果表明此方法搜索过程动态直观,搜索结果边界轮廓准确清晰,可作为一种新型的并联机构工作空间动态搜索方法,并且具有较强的可扩展特性,同时提高粒子数量、适宜的粒子运动速度、以及粒子集中分布和靠近工作空间都可以提高该算法搜索能力。

应用GPU通用高性能编程技术实现一种加速地震叠前时间偏移的新方法。该技术是地震勘探处理的常规流程,其核心算法具有计算密集、数据独立性强、并行性高等特点。通过性能剖析获得其计算热点,通过CUDA技术对其进行并行化改造,并利用CUDA的流技术实现CPU到GPU的异步传输。通过集群环境下的性能测试,应用GPU并行化的PSTM程序可明显缩短运行时间。

针对瞬态分析耗时长的问题,研究了基于CUDA的并行计算方法。CUDA是NVIDIA公司推出的基于GPU的并行编程模型,采用C语言编程。它利用GPU多处理器的特点来实现大规模数据的并行计算,从而显著提高问题的求解速度。本文将CUDA技术应用到瞬态分析问题的显式求解上,较大的提高了求解效率。

本文采用LU-SGS-GE隐式格式和改良型高精度、高分辨率的MUSCL TVD格式求解平均的Navier-Stokes方程和低Reynolds数q-ω双方程湍流模型.利用分区处理及分布式网络并行计算技术,在多台个人计算机上完成了叶轮机械内部三维粘性流场的快速并行求解.仅将计算域拆分成8份,并行加速比就可达7.4.

计算域延伸与否对多叶片排计算模式的发展起到了很在的作用。计算域的延伸除了起到使计算域重叠，以便相邻叶片排能相互提供确定应力分布的作用外，还使计算域进出气边远离叶片前后缘，以减少边界反射引起的附加误差。并减少交接边界上周向不均匀性引起的掺混损失。本文探索进行适量延伸，以便在重叠区计算确定应力；不进行背压调整，使用确定应力模型的多叶片排并行计算新的途径。

为满足含有多个成像系统的光电经纬仪跟踪实时性的要求，保证其跟踪的精度与可靠性，设计并研制了符合MIMD架构的计算系统。对经纬仪预测滤波、数据融合问题进行了理论推导，证明该算法需要大量的数值计算。为满足上述计算要求，开发出一套具有双DSP，单FPGA的3个运算单元的专用并行计算系统，分析了每个运算单元实时运算的时间开销。仿真实验表明，在具有3个成像系统的光电经纬仪中，当CCD采样频率为50Hz时，光电编码器采样频率为800Hz，该系统可以满足1．25ms的实时性要求。

三维锥柬CT图像的FDK算法重建由于运算量大，在重建高分辨率的图像时，重建所需时间通常难以满足实际应用的需求，集群并行计算是解决上述问题的常用方法之一。在一个SMP集群系统上，采用MPI和Pthreads两种模型相结合的方法，通过节点之间的消息传递和节点内部的共享内存，实现了FDK算法的两级并行。

针对现如今汽车工业对高精度、高效率数值仿真的迫切需求,研究了支持分布式并行计算的工业仿真软件INTESIM5.0对于大规模精细仿真的适用性。研究方法包括建立3个网格规模不同的气缸体模型,分别使用INTESIM和某商软模拟100万网格模型,对比两者结果以验证INTESIM的计算正确性。使用INTESIM在神威·太湖之光的商用计算系统,模拟1亿网格模型,发现并行加速比和并行效率符合一般规律。对比3个模型的INTESIM求解结果,论证精细建模的优越性。研究结果表明INTESIM完全胜任超大规模并行计算,从而以低时间成本获得高精度仿真结果,有助于提升汽车发动机缸体的可靠性和耐久性优化效率。

作者采用时间相关法，通过有限体积离散，运用带化学反应的全N－S方程，在神州巨型机上，针对试验模型，对油气比Φ＝0．0和0．35的喷氢Scramjet燃烧室流场进行了三维并行数值模拟，得到了流场的精细结构。并行模拟所得壁面压力分布与试验所测得的壁面压力分布吻合较好。

本文应用格子Boltzmann方法对具有挡板二维管道中的Karman涡街进行了数值模拟,采用并行计算模式得到了在不同雷诺数不同时间步的情况下的涡线图,计算结果较好地再现了已有的数值结果。