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本文介绍数值天气预报（NWP）问题，用IBM4381—P03型计算机的两个CPU，实现气象物理模型x-y方向“分解-联合”的自稳定差分格式的并行计算的初步情况:（1）4381-3型的CPU可按通常理解的分开任务方式实现并行计算；（2）MVS大型操作系统控制VS FORTRAN库中的MTF（Multitasking Facility）实行分开任务-并行处理-等待同步，从而实现NWP模型的并行运算，这在我国气象问题计算中还是第一次，今后卫星数据处理的新方案可用4381-3双CPU并行处理，老方案也可逐步变成并行计算；（3）并行加速达到1.3—1.5，尚未达到IBM公司的1.8加速水平，还有潜力可挖。 相似文献
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制作数值天气预报,常用迭代法求解Poisson和Helmholtz型方程的边值问题,占用了大部分计算时间,因此需要计算量少而又能保证一定精确度的数值迭代解法。本文仅对国内数值天气预报中用过的几种迭代法(包括局地格林函数法),提出若干实验数据,可作为这方面的工作者选择解法时参考。 按照迭代法的计算过程,可分为逐点迭代法和线迭代法。为简便起见,本文只限于讨 相似文献
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全球气象资料客观分析系统的分布式并行化 总被引：1，自引：0，他引：1
对已有的率行算法进行并行化，是一项很困难的工作。通过对全球气象资料客观分析系统率行算法的研究，提出了在MPP高性能计算机上的一种静态分配数据的分布式并行算法。该算法通过间隔选取分析盒子和模式格点纬圈行，将数据分配给不同的处理机实现分布式并行。该并行算法负载平衡好，并行效率高，而且并行化代价较低，具有良好的可扩展性。最后，给出了并行算法的性能测试结果。 相似文献
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利用新疆近140个水文、气象测站30年（1961－1990）全年日雨量≥25mm暴雨日数、最大24小时．或暴雨量R24和变差系数Cv；运用模糊聚类方法把新疆暴雨分为4个区，并利用皮尔逊Ⅲ型（P—Ⅲ）分布函数计算各区不同概率最大24小时点暴雨重现期。 相似文献
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一种预报最大降雹大小的方法 总被引：5，自引：0，他引：5
根据观测事实和近几年的研究结果，我们提出了一种由12个探空参量预报最大降雹大小的方法。该方法的理论依据是:（1）雹暴单体中冰雹生长的环境层结状态为湿绝热；（2）雹块处在湿生长条件下；（3）雹块的末速是其形状、大小、阻力系数及最大升速处空气密度的函数；（4）雹块末速与最大升速相平衡时其直径达到最大；（5）假定雹块在负温区下降时直径不再增长。但在正温区雹块熔化，直径减小，及地的大小就是雹暴单体最大降雹的大小。用定时探空资料计算的结果表明:该方法能较好地计算出实际最大落地雹块大小，适用于距探空站150 km内非局地中、大雹（＞1.5 cm）的甚短期预报。重雹灾与特重雹灾几乎完全由非局地中、大降雹所致，因此，该方法的应用将会提高降雹预报准确率，产生较好的社会与经济效益。 相似文献
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含有开关参数化物理过程的模式变分资料同化的非光滑优化方法:几个理论问题 总被引：7，自引：0，他引：7
时间、空间上离散的模式如果含有带开关的参数化物理过程，某些对应的变分同化问题可以看成为非光滑优化问题。本系统地讨论了与此相关的几个理论问题。首先，利用次梯度这个非光滑优化中的基本概念可以对通常的伴随方程的解进行清楚的解释和定义。利用一个带对流调整的多层扩散模式，演示了通常的伴随方程的解在奇异点处不是由代价函数的Gateaux导数构成，而是代价函数的一个次梯度。其次，在非光滑优化的框架下对现有的解决这类问题的方法进行了评述。这些方法包括：（1）利用光滑优化方法和通常的伴随模式，并且讨论了这个方法的收敛条件；（2）正则化方法。这个方法是把模式中不光滑的项用光滑的项近似，以把问题变为光滑优化问题。（3）次梯度方法。这个方法利用通常的伴随模式来计算一个次梯度，是收敛的算法，不过收敛速度很慢。（4）非光滑优化中的Bundle方法。这个方法比次梯度方法收敛得快，不过需要利用所有的次梯度信息。由于计算所有的次梯度十分困难，现有的Bundle方法大都进行了一些改变，仅需要用户能够计算出一个次梯度。不过这个改变是无奈的，多个次梯度的信息可以提高Bundle方法的效率。本最主要的工作是提出了集值伴随方程的概念。集值伴随模式可以在奇异点处计算出所有支撑次梯度，因此利用集值伴随方程有可能提出基于Bundle方法的更好算法。 相似文献
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针对一类在有限时间区间上运行的广义系统,提出了一种初态学习下的迭代学习控制算法,该算法对系统的控制输入采用闭环带指数变增益D型学习律.基于算子理论,给出了算法的收敛条件.该算法与闭环D型算法相比,在保证收敛的基础上加快了算法的收敛速度.数值仿真结果说明了该算法的优越性. 相似文献
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GRAPES全球格点模式的并行计算负载平衡策略 总被引：1，自引：0，他引：1
随着高性能计算机技术的发展和应用,并行计算已成为保证数值天气预报模式业务运行时效的关键技术之一.目前高性能计算机计算能力已达到每秒千万亿次浮点计算.系统中处理器数量也早已达十万甚至更多,如此巨大的计算资源对应用软件系统的设计也提出了挑战.数值天气预报软件系统要充分利用高性能计算机提供的计算资源,必须依靠并行计算方法,这包括适合计算问题的可扩展并行算法的设计、合适的数据分配方案以及良好的任务负载平衡方案.作为中国新一代数值天气预报格点模式,GRAPES(Global and Regional Assimilation and PrEdiction System)设计的最终目标是一个科研/业务通用,区域/全球通用模式.作为一个格点模式,GRAPES的并行计算具有与欧洲中期数值顶报研究中心谱模式并行计算不同的特点,GRAPES的并行计算采用了经典的水平网格数据划分.但对于全球的GRAPES模式,由于采用拉格朗日差分方案,模式极地及附近区域格点与格点之间距离的减小.使得模式并行计算在采用简单的经纬网格划分方式实现时,必须考虑极地区域并行计算跨越多个处理器时导致的频繁通讯解决途径.本研究提出了利用消息传递组通讯实现全球格点模式并行计算的一种方法,其核心思想是将极点附近一定区域内的处理器按纬向划归不同的处理器组.文中还给出了该实现方法的任务分配算法,提出了改进的任务分配负载平衡方案.在中国气象局高性能计算机IBM-cluster1600上的测试表明,算法具有较好的可扩展性,其负载平衡方案改善了计算的绝对墙钟时间,使并行计算效率提高10%以上.模式的准业务运行结果表明计算墙钟时间基本可以满足数值预报业务的实时性要求. 相似文献
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Nelder-Mead Simplex (NMS)算法是一种查找多元函数局地最小值的无微分算法,在现代科学计算中得到广泛应用,该文提出了一种对NMS算法的改进方法.改进后,大大简化了其计算过程,提高了该算法的收敛速度.利用改进后的算法对陆面过程参数进行了拟合计算,结果表明:改进的NMS算法对非线性公式具有非常高的拟合精... 相似文献
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刘建成 《南京气象学院学报》2018,10(4):473-479
针对局部阴影条件下,光伏阵列功率-电压（P-V）特性曲线呈现多个峰值,导致最大功率跟踪（MPPT）算法易陷入局部最优解问题,本文提出了基于负载电压反馈与模糊控制相结合的MPPT算法.通过负载电压闭环控制算法使系统输出功率快速稳定到最大功率点附近,再利用模糊控制算法跟踪到最大功率点.负载电压反馈算法解决了多峰场景下的局部最优解问题,模糊控制算法提高了算法收敛速度.同时,本文算法避免了粒子群算法在粒子切换过程中开关器件上过冲电压过大问题.Matlab仿真和硬件实验验证了本文算法的可行性和实用性. 相似文献
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伴随技术是四维变分同化（4DVar）系统中计算代价函数梯度的最佳办法,切线性和伴随模式的效果和效率直接影响着4DVar系统的发展。基于GRAPES（Global and Regional Assimilation PrEdiction System）全球切线性和伴随模式1.0版本,利用GRAPES全球模式2.0版本在并行框架和性能等方面的改善,重新优化和设计了GRAPES全球切线性伴随模式2.0版本,提高了GRAPES全球切线性和伴随模式的效果和效率,优化了切线性模式程序结构,使其计算时间最优可控制在非线性模式的1.2倍以内;采用在切线性模式中保存基态的方法,重构了伴随模式的程序结构,使其计算时间最优控制在非线性模式的1.5倍以内;在GRAPES全球切线性物理过程的设计中,将线性物理过程的轨迹基态计算和切线性扰动计算解耦,提高了GRAPES全球切线性和伴随模式的计算效果和效率。 相似文献
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电力变压器是电力系统的重要组成部分之一,它的安全运行对电力系统的可靠供电有很大的影响,本文对电力变压器故障诊断方法进行了研究.油中溶解气体分析法是诊断电力变压器内部故障的有效手段;最速下降算法是一种常用的神经网络局部寻优算法,在电力变压器故障诊断中收敛速度较慢,易陷入局部极小值;遗传膜算法具有并行计算的特点,用于电力变压器的故障诊断,很好地解决了神经网络在搜索过程中容易陷入局部最优的问题,具有更好的故障诊断速度.数值仿真结果验证了所给方法的有效性. 相似文献
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