parallel processing
در نشریات گروه فیزیک-
جهت یابی علامت صوتی در حوزه های مختلفی از قبیل جنگ الکترونیک، سونار و غیره از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. روش های شکل دهی پرتو مانند ام وی دی آر و دی ای اس و روش مبتنی بر زیرفضای موزیک، از شناخته شده ترین روش های جهت یابی علامت به شمار می آیند. پیچیدگی محاسباتی بالای روش های ذکر شده باعث می شود که استفاده از این الگوریتم ها در کاربردهایی که جهت یابی زمان حقیقی نیاز است، با چالش جدی مواجه شود. از سوی دیگر، یک ویژگی مهم روش های فوق، پتانسیل بالای آن ها برای موازی سازی است. هدف این مقاله، پیاده سازی موازی الگوریتم های نام برده با به کارگیری واحد پردازنده گرافیکی (جی پی یو) به جای واحد پردازنده مرکزی (سی پی یو)، به منظور افزایش سرعت اجرا و رسیدن به حالت زمان حقیقی می باشد. برای دست یابی به این هدف، از الگوی برنامه نویسی کودا برای پیاده سازی الگوریتم روی پردازنده گرافیکی استفاده شده است. به منظور بررسی عملکرد پیاده سازی موازی، این الگوریتم ها در نرم افزار متلب نیز به صورت سریال پیاده سازی شدند. نتایج به دست آمده نشان می دهند که پیاده سازی موازی این الگوریتم ها می تواند تا بیش از ده برابر سرعت اجرای برنامه را نسبت به حالت سریال افزایش دهد. صحت عملکرد پیاده سازی های مختلف، در هر دو محیط متلب و کودا توسط داده های شبیه سازی شده تایید گردید.
کلید واژگان: جهت یابی علامت، شکل دهی پرتو، پردازش موازی، واحد پردازنده گرافیکی (جی پی یو)، الگوی برنامه نویسی کوداDirection-of-arrival (DOA) estimation of audio signals is critical in different areas, including electronic war, sonar, etc. The beamforming methods like Minimum Variance Distortionless Response (MVDR), Delay-and-Sum (DAS), and subspace-based Multiple Signal Classification (MUSIC) are the most known DOA estimation techniques. The mentioned methods have high computational complexity. Hence using the algorithms with high computational complexity in the real-time DOA estimation applications is a serious challenge. On the other hand, the main characteristic of the methods is their high potential for parallelization. The objective of this paper is a parallel implementation of the considered algorithms using a Graphics Processing Unit (GPU) instead of a Central Processing Unit (CPU) for increasing execution speed and real-time implementation of the mentioned algorithms. To this aim, the Kuda programming model is used to implement the algorithm on a GPU. This algorithm is also implemented serially in MATLAB to investigate the parallel implementation performance. The results show that parallel implementation of these algorithms can increase the program execution time ten times more than serial implementation. Accuracies of different implementations are validated using simulations by MATLAB and Kuda.
Keywords: Signal Orientation, Beamforming, Parallel Processing, Graphics Processing Unit (GPU), Kuda Programming Model -
شناورهای زیرآ بی از مهم ترین تجهیزات صنایع دریایی، خصوصا در راستای دفاعی می باشند. از این رو، استتار این دسته از شناورها، یک عامل اساسی در بقا ی آنها به حساب می آید. نوفه های گرمایی و آوصوتی دو دسته عمده ی نوفه در شناورهای زیرآ بی می باشند. لذا، در مقاله حاضر، این نوفه های پیرامون یک نمونه شناور زیرآ بی و در سه سرعت متفاوت، بررسی گردیدند. برای این هدف، تحلیل های گرماآوصوتی (ترمو هیدروآکوستیک) با حل معادلات ناویه- استوکس و انتقال حرارت صورت گرفته است. الگو های فوکس ویلیام و هاکینز نیز برای بدست آوردن ترازفشار صوتی در دوردست بکار گرفته شده اند. برای محاسبه ی معادلات ناویر- استوکس و انتقال حرارت از حلگر انسیس- سی اف ایکس و برای محاسبه ی تراز فشار صوتی استفاده شد، و یک برنامه رایانه ای موازی در پایتون به نام «آکوپای» مهیا گردید. مشخصه های شدت پرتودهی گرمایی و تراز فشار صوتی (اس پی ال) به ترتیب برای سنجش نوفه ی گرمایی و نوفه ی آوصوتی ارزیابی شده اند. نتایج بدست آمده نشان داده اند که تاثیر تغییرات سرعت بر روی نوفه ی گرمایی بسیار ناچیز می باشد. هم چنین، با افزایش سرعت وسیله، افزایش ویک داغ پشت شناور زیرآ بی و ارتقاء شدت پرتودهی حاصل شدند. از سویی دیگر، تحلیل های گرماآوصوتی توزیع غیر-یکنواخت سرعت و فشار را در عدد رینولدز 106×45 نشان دادند.کلید واژگان: نوفه ی گرمایی، نوفه ی آوصوتی، شناور زیرآ بی، پردازش موازیUnderwater vessel is one the most important naval equipments, especially from the defence point of view. Therefore, Camouflage of these vessels is a key factor in their survival. Thermal noise and hydroacoustic noise are two major noises of underwater vessels. As a result, in this paper, these noises are investigated around an underwater vessel body with three different speeds. To this end, thermohydroacoustic analyses are conducted using the Navier-stokes and heat transfer equations. In addition, Ffowcs Williams and Hawkings model are implemented to obtain sound pressure level in far field. Ansys-CFX solver is used to compute the Navier-stokes and heat transfer equations and a parallel processing code in Python named AcoPy is prepared for calculating the sound pressure level. Thermal radiation intensity and sound pressure level (SPL) characteristics are evaluated for thermal noise and hydroacoustic noise, respectively. The obtained Results have shown that change in speed does not have any significant effects on the thermal noise. Also, increase of hot wake behind the underwater vessel with enhancement of its radiation intensity is achieved by an increase in the vessel speed. On the other hand, thermohydroacoustic analysis has shown non-uniform pressure and velocity distribution at Reynolds number Re=45×106.Keywords: Thermal noise, Hydro, acoustic noise, Underwater vessel, Parallel processing
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.