面向并行工程的产品建模方法研究项目摘要

本项目研究面向并行工程的产品建模方法，包括研究集成的产品多领域模型，能够同时支持特征设计和特征识别的库特征表示，能够并行建立产品多领域模型的混合特征建模方法，产品多领域模型的有效性和一致性维护方法等。本项研究对显著提高现有产品建模技术的功能使其能够有效地支持并行工程具有重要意义，对在我国顺利实施并行工程将起到积极作用。 2100433B

现代电力系统正面临动态过程日益复杂和仿真规模迅速扩大的严峻挑战。GPU（Graphic Process Unit）自进入科学计算领域以来，展示出了巨大的计算潜力。为此，研究面向GPU的电磁暂态并行计算方法，在理论和工程两方面均具有重要意义。.本项目拟结合GPU并行计算的特点，将并行计算理论加以发展并应用于电力系统电磁暂态仿真分析。首先，研究影响GPU并行计算效率的关键因素，在此基础上建立面向GPU的并行计算效率分析模型。进一步，从并行网络切分，分解协调计算和计算负载均衡三个方面研究适合于GPU体系架构的多层次细粒度并行算法。最后，以模型和算法研究成果为依据，构建基于GPU的高性能电磁暂态并行仿真平台。.开展本项目研究，有望系统地建立面向GPU的并行计算研究框架，对电力系统并行计算的理论和实践带来重大变革，为满足未来电力系统日益增长的仿真计算需求提供理论基础和技术支撑。

现代电力系统正面临动态过程日益复杂和仿真规模迅速扩大的严峻挑战。GPU（Graphic Process Unit）自进入科学计算领域以来，展示出了巨大的计算潜力。为此，研究面向GPU的电磁暂态并行计算方法，在理论和工程两方面均具有重要意义。 本项结合GPU 并行计算的特点，从效率分析、模型研究、算法设计和平台构建方面将并行计算理论加以发展并应用于电力系统电磁暂态仿真分析。在效率分析方面，提出了适用于电磁暂态计算的GPU基本运算耗时评估模型，研究影响GPU 并行计算效率的关键因素，在此基础上为分配GPU计算任务提供理论支撑。在模型研究方面，面向变流器外特性研究，提出了PWM变流器的分段平均化模型，使开关过程的处理并行化；面向变流器内部特性研究，提出了小步长开关模型的参数配置方法，消除了小步长模型带来的数值震荡问题。在算法设计方面，提出了面向GPU的电磁暂态细粒度仿真算法，并设计了兼容分段平均模型的EMTP算法，利用GPU实现了电磁暂态仿真的并行加速。最后，本项目设计了基于GPU的电磁暂态仿真平台。所设计的风电场算例仿真结果表明，该仿真平台对于大规模电力系统电磁暂态仿真具有极高的加速比。 本项目研究，系统地建立面向GPU 的并行计算研究框架，并为满足未来电力系统日益增长的仿真计算需求提供理论基础和技术支撑。 2100433B

大型专用设备、舰艇、航天器等项目制造产品是为满足客户个性化要求开发的，往往关系到国计民生和军事国防。本项目从设计方法学入手，研究面向项目制造产品的协同设计方法，将研究对象从产品、设计过程扩展到设计团队以及他们之间的协同关系，并将协同设计的技术和环境要求也视为协同设计方法的组成部分；将协同设计从单一的详细设计阶段或单一的学科系统扩展到设计阶段- - 多学科领域二维空间，建立项目制造产品多视图信息模型；基于设计结构矩阵技术，建立集成设计团队、任务管理和产品结构的动态工作流程管理模型；在网格技术支持下，构建基于知识网格服务、集成网格工作流和产品多视图信息模型的项目制造产品协同设计体系结构。以专用船舶为目标对象，开发协同设计原型系统，验证本项目研究的方法先进性和技术可行性。本项目的研究对协同设计理论进行拓展，对协同设计技术进行深化，对促进项目制造产品开发水平和提高产品质量具有重要的理论研究价值。