细长弹性飞行器飞行动力学并行计算及优化研究

摘要

现代飞行器尤如导弹或火箭等飞行器其长细比大、低阶频率低,弹性变形和振动对弹道仿真导航、制导、推力模块的影响不容忽略.就细长体弹性飞行器全弹道仿真中弹性模块出现的计算速度慢、无法实现实时仿真等问题,通过分析不同计算规模下各计算步骤的占时比例,在单机多GPU环境下创新性的采用动态并行构建八叉树的方式表征气动参数表,并通过自适应硬件资源、合理利用共享内存以实现气动数据索引的性能优化;同时设计了CPU端任务队列的异步计算架构,以此实现了CPU-GPU不同粒度的并行任务计算.数值结果表明在单GPU条件下可得到20倍左右的加速比,双GPU并行计算可得到至少30倍的加速比,并以5 ms为时限取得了40阶截断阶数、1 200站点的弹性飞行器实时仿真.