水声环境特征参数并行预报方法研究*
2021-11-22范培勤过武宏
计算机工程与科学 2021年11期
范培勤,过武宏,韩 梅,唐 帅,张 驰
(1.海军潜艇学院,山东 青岛 266199;2.青岛海洋科学与技术试点国家实验室,山东 青岛 266000 )
1 引言
海洋水声环境主要指声音在海水中传输的信道环境,由海水声速垂直结构、声吸收、界面特性和海洋内部不均匀性等要素构成。声波是目前唯一有效的水下远距离信息传输载体,由于海洋水声环境具有强烈的时空易变性,从而引起水声信息传输信道的改变,进而显著影响到水声装备的使用和性能发挥[1]。因此,为实现水声装备与水声环境的最佳匹配,优化水声装备的使用,迫切需要利用温盐流等基础海洋环境数值预报数据,结合水声装备的具体需求,开展海洋水声环境特征参数的快速预报,为水声装备的使用提供时效更长、准确率更高、范围更广的水声环境预报产品。随着海洋环境数值预报能力的快速提高[2,3],三维温盐流数值预报产品[4]的范围、分辨率和精度都有了大幅提升,如何将海洋数值预报产品快速转化为水声环境产品,为水声装备的有效使用提供大范围、长时间序列、高分辨率和精细化水声环境辅助决策支持成为亟待解决的问题。
针对上述问题,本文基于SMP集群,采用MPI并行编程方式[5],完成了水声环境参数并行计算程序的设计和实现,围绕程序运行中存在的负载不均衡问题,对计算任务并行划分方法进行了优化和完善,有效改善了程序负载均衡性,大幅提高了水声环境特征参数的预报能力。
