一种动态真实海面高性能建模方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种动态真实海面高性能建模方法，包括以下步骤：S1、获取真实的海洋环境要素数据，包括风速、风向、海浪的浪高和浪向；S2、根据海浪的浪高和浪向将海浪划分为不同尺度，根据浪高浪向与风速风向间的非线性关系对不同尺度的海浪分别构建海浪谱；S3、将构建的不同尺度海浪的海浪谱进行叠加，建立大尺度海浪谱；S4、基于大尺度海浪谱和CUDA编程模型，采用优化调度CPU与GPU资源的方法对大尺度海面进行高性能并行计算建模。本发明专利技术提供的技术方案通过真实的海洋环境要素建立能量谱，叠加不同大小的海浪，在保证真实的前提下高速建模，进而生成高数据量的动态模型。进而生成高数据量的动态模型。进而生成高数据量的动态模型。

【技术实现步骤摘要】
一种动态真实海面高性能建模方法和装置


[0001]本专利技术涉及海洋测绘
，尤其涉及一种动态真实海面高性能建模方法和装置。

技术介绍

[0002]真实的海面建模是海洋环境研究中的重要部分，对于海面环境的预测和海面风浪程度的预估起极大的推动作用。
[0003]传统研究方法大多使用PM谱，JONSWAP谱Efouhaily谱作为海浪谱，上述各向同性海谱只考虑了风速风向的影响，并且默认以线性关系进行处理，与实际情况中的非线性正相关关系不符，且没有考虑浪高浪向的影响，并不足以充分描述实际海浪的特性，因此大多仅用于参考，实际意义不大。并且真实海面建模涉及数学原理计算方法，建模过程耗时较长，通常某一时刻两平方千米的海面模型生成时间长达半小时，无法快速投入使用。
[0004]近年来图形处理单元(Graphic Processor Units，GPUs)已经取得了长足的进步。从最初的将图像输出到显示单元的专业图像处理器，GPUs由于其体积小、高并行性、多线程、高带宽及低能耗的特点已逐渐发展为高性能计算的首选。在过去的几年中，GPUs越来越本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动态真实海面高性能建模方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取真实的海洋环境要素数据，包括风速、风向、海浪的浪高和浪向；S2、根据海浪的浪高和浪向将海浪划分为不同尺度，根据浪高浪向与风速风向间的非线性关系对不同尺度的海浪分别构建海浪谱；S3、将构建的不同尺度海浪的海浪谱进行叠加，建立大尺度海浪谱；S4、基于大尺度海浪谱和CUDA编程模型，采用优化调度CPU与GPU资源的方法对大尺度海面进行高性能并行计算建模。2.根据权利要求1所述的一种动态真实海面高性能建模方法，其特征在于，步骤S1中，海浪由重力波，毛细重力波，张力波组成。3.根据权利要求2所述的一种动态真实海面高性能建模方法，其特征在于，步骤S2中，根据海浪的浪高和浪向将海浪划分为不同尺度具体为：重力波为一米到十米的大型海浪，靠重力作为恢复力；十厘米到一米的海浪为毛细重力波，靠重力和张力作为恢复力；小于十厘米的海浪为张力波，由张力提供恢复力。4.根据权利要求2所述的一种动态真实海面高性能建模方法，其特征在于，步骤S2中，根据浪高浪向与风速风向间的非线性关系对不同尺度的海浪分别构建海浪谱的公式表达具体为：具体为：具体为：具体为：其中，S(f
n
)表示海浪谱，E
j
和S
jn
(f
jn
)表示中间参数，无实际意义，f
jn
表示主波或次波频率，下标j＝1表示主波，j＝2表示次波，H1表示主波波高，H2表示次波波高，T
p1
表示主波的波周期，T
p2
表示次波的波周期，G0为常数，A
γ
为γ相关的函数，A
γ
＝(1+1.1(lnγ)
1.19
)/γ，γ和σ表示根据需要取值的参数，当f
jn
>1时，σ＝0.07，当f
jn
<...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴昊臻，令狐龙翔，郭源，程如锦，
申请(专利权)人：吴昊臻，
类型：发明
国别省市：