N-S方程并行算法研究及在弹箭流场中的应用的任务书.docx

N-S方程并行算法研究及在弹箭流场中的应用的任务书
任务书
标题：N-S方程并行算法研究及在弹箭流场中的应用
任务描述：
流体力学中的Navier-Stokes(N-S)方程组是描述流场运动和力学特性的最基本方程。然而，N-S方程组的解析解很难获得，因此需要依靠计算机模拟和数值计算方法来解决。
本项目旨在研究N-S方程的并行算法，通过优化计算速度和效率，提升求解N-S方程的能力，并应用于弹箭流场中，实现流场的数值模拟和分析。
主要任务：
1.深入了解N-S方程及相关基础知识，研究N-S方程求解的数值方法和常见的并行计算方法，如MPI和OpenMP等。
2.根据已有的数值方法，设计适合并行计算的算法，并编写相关的并行程序。
3.在高性能计算环境下进行大规模的并行计算实验，测试并行算法的计算速度和效率，并进行结果分析和优化。
4.将并行算法应用到弹箭流场的数值模拟中，通过计算流场的速度、压力、温度等特性参数，实现对流场的分析和优化。
5.撰写项目报告，包括研究背景、研究内容、实验过程和结果、分析结论和应用前景等，以及相关的论文和期刊的投稿和发表。
任务要求：
1.项目组成员间需要密切合作，共同完成项目的各项任务。
2.需要具备较强的数学和计算机知识基础，掌握至少一种计算机语言，如Fortran、C++等。
3.需要熟练掌握并行计算的基础知识和常见的并行计算方法，并有相关实践经验。
4.项目实验需要运用到高性能计算环境，需要熟悉使用这些环境，如计算机集群等。
5.项目报告需要具备良好的语言表达能力和技术写作能力，在论文和期刊的投稿和发表方面也需要有所准备。
时间安排：
本项目的时间安排为两个月，其中第一个月为研究N-S方程及设计并行算法，第二个月为实验和结果分析。
第一周：明确任务、确定研究方向，组建项目组，并开始调研与学习相关知识和技能。
第二周至第三周：深入研究N-S方程及现有的数值方法，并设计并行算法的基本思路。
第四周至第五周：编写并行程序，进行简单的并行计算实验，查错调试，并进行初步结果分析。
第六周至第七周：深入优化算法和程序，进行大规模并行计算实验，进行结果验证和分析。
第八周至第九周：将并行算法应用到弹箭流场的数值模拟中，分析流场特性参数，并进行优化。
第十周：撰写项目报告，准备论文和期刊的投稿和发表。
预期成果：
1.实现高效的N-S方程并行算法，并应用于弹箭流场的数值模拟中，有效地提升流场计算的速度和效率。
2.具备一定的论文撰写和期刊投稿能力，在相关领域的学术交流和研究中有所表现和贡献。
3.积累一定的数值计算和并行计算经验，为今后进一步的科学研究和工程应用提供基础和参考。
评估标准：
1.项目实验的结果和分析能力：70分
2.项目报告的全面性和准确性：20分
3.参加相关学术交流和研讨的表现和贡献：10分