学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于GPU加速的中性气体泄漏模拟与救援研究

作　者: 蒋忠强
导　师: 李建明
学　校: 大连理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 中性气体泄漏高斯扩散模型应急救援 GPU CUDA
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 26次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

危险性气体具有易燃、易爆、有毒、有腐蚀性等特性,在突发事件下中性气体的泄漏会造成严重的环境污染、人员伤亡、财产损失。因此,中性气体泄漏扩散和应急救援成为当下研究热点。当多源气体泄漏扩散时,由于需要的计算量非常大,所以当前机器不能实时的反应气体的扩散情况。为了实时的预测气体扩散范围,本文提出了一种基于GPU加速的多源气体泄漏扩散模型,通过并行计算的方法实现中性气体泄漏的实时仿真。利用GPU的SIMD方法将模型中大量格子的扩散系数、坐标值变换、浓度值累加等计算并行处理,提高算法运行速度。试验结果表明利用此算法模拟气体扩散可以很好的满足突发条件下对时间的要求。在突发气体泄漏后的应急救援方面,由于不能很快的规划救援路线而造成救援的不及时,造成人员伤亡和财产损失。为改善动态规划算法对大规模不完全信息下的最短路径问题求解的性能,提出一种基于图形处理器(GPU)加速的并行动态规划算法。将并行动态规划算法求解过程转化为统一计算设备架构(CUDA)线程并行执行过程。使得动态规划算法在GPU中加速执行。实验结果表明,在对突发气体泄漏事故下的应急救援过程中,该算法扩大了交通网络结点个数的规模,提高了算法运行速度,为应急管理人员提供了有效的参考,并为普通用户的并行动态规划算法工作提供了一种可行的方法。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
引言  8-9
1 绪论  9-23
  1.1 问题的提出与研究意义  9-11
    1.1.1 问题的提出  9-10
    1.1.2 研究意义  10-11
  1.2 国内外相关研究进展  11-21
    1.2.1 气体泄漏扩散模拟研究进展  11-13
    1.2.2 应急救援算法研究进展  13-14
    1.2.3 GPU并行计算技术  14-21
  1.3 本文的研究内容与结构  21-23
2 多源气体泄漏高斯模型的并行加速  23-37
  2.1 多源气体泄漏扩散模型  23-28
    2.1.1 单源气体泄漏扩散高斯烟团模型  24-26
    2.1.2 多源气体泄漏扩散高斯烟团模型  26-28
  2.2 基于GPU并行加速的多源气体泄漏扩散模型  28-33
  3.3 实验结果与数据分析  33-35
  2.4 本章小结  35-37
3 突发性气体泄漏下的应急救援并行算法实现  37-46
  3.1 动态规划求解突发事故下的最短路径模型  37-39
    3.1.1 动态规划求解模型  38
    3.1.2 动态规划求解最短路径的算法  38-39
  3.2 基于GPU的并行动态规划模型  39-43
    3.2.1 动态规划算法的GPU并行化模型  40-41
    3.2.2 基于GPU的动态规划算法的实现  41-42
    3.2.3 GPU中的内存优化  42-43
  3.3 实验结果与数据分析  43-44
  3.4 本章小结  44-46
结论  46-47
参考文献  47-50
附录A 附录内容名称  50-51
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  51-52
致谢  52-53

基于GPU加速的中性气体泄漏模拟与救援研究

内容摘要

全文目录

相似论文