超快激光作用下半导体热响应显式物质点法

物质点法是一种无网格粒子类方法,其可以有效避免传统网格类方法中由于网格畸变造成的数值计算困难等问题,在求解超快激光与半导体材料相互作用问题中具有显著的算法优势。本文基于半导体自洽模型弱形式推导得到物质点法离散形式,并给出其显式求解算法,基于显式物质点法对超快激光作用下半导体材料的热响应进行仿真模拟。通过一维及二维算例与已有文献结果和COMSOL计算结果进行对比分析,验证了算法的准确性和适用性。     

Perlin噪声生成地形的一种高效率并行方法

针对Perlin噪声叠加法在生成大规模地形时出现运算量大,效率低的问题,提出了一种基于CUDA架构的地形生成并行算法。通过结合Perlin噪声叠加法的特点(对一个点的计算与其他相邻点的计算是不相关的),将每一个地形网格点Perlin噪声值的计算进行并行处理,从而使得地形的生成过程完全在GPU中并行执行。实验结果表明,相比于原算法,并行处理算法较大提高了地形生成的效率,能够满足大规模地形生成的需要。     

波动方程三维叠前深度偏移并行计算的负载平衡方案

运用集群式并行机结构的软硬件特点,进行波动方程三维叠前深度偏移,已成为加速其庞大计算的有效工具。而集群式并行机节点之间的负载平衡,则是制约并行计算算法加速比的关键问题。提出运用索引排序方法以实现节点计算任务静态分配负载平衡,运用堆排序算法以实现节点计算任务动态分配负载平衡。分别以炮集域、频率域数据分解策略为例,展示负载平衡的实现过程。测试结果表明,负载平衡并行算法具有良好的并行效率。     

用并行回溯搜索算法求解TSP问题

对求解旅行商问题（TSP）的回溯搜索算法进行并行化的设计和改进,对该并行算法进行了详细描述。在MPI并行计算环境下应用该并行算法进行计算,求出了旅行商问题的最优解。实验结果表明,该并行算法适合求解小规模旅行商问题。     

多重网格算法综述

本文总结了多重网格算法的基本物理背景、各部分应用准则以及已取得的丰硕应用成果,仔细探讨了影响经典多重网格算法并行效率的几个瓶颈问题,以及最新理论框架下多重网格算法所赋予的新的生命力和广阔应用前景。基于当前并行计算特点,展望了多重网格并行计算的几个有意义的尝试方向。     

建筑火灾数值模拟的并行计算

基于消息传递接口搭建火灾动力学模拟模型并行处理系统,针对建筑火灾流场采用多区剖分,将多个子区分配给相应节点(处理器)进行计算.计算结果表明,随着节点数的增加,计算时间明显减少.搭建的并行计算平台是可行的,可以胜任大规模并行计算和工程应用.     

基于虚拟裂缝模型的混凝土裂缝扩展模拟方法

采用分离裂缝模型模拟混凝土裂缝扩展时,有限元网格需要不断地调整和再生成,这将导致新的节点拓扑的产生。为此,本文探讨了基于虚拟裂缝模型的混凝土裂缝扩展模拟方法,通过非线性弹簧模拟虚拟裂缝的黏聚力,旨在避免裂缝扩展过程中有限元网格的不断剖分,提高计算效率和精度。三点弯曲梁算例结果表明,本文所探讨的方法是合理和有效的。     

MPI下矩阵相乘的实现与分析

随着多核处理器及并行计算机的发展,并行程序设计在高性能计算及进程通信等领域得到更广泛的应用。而MPI(Message Passing Interface消息传递接口)作为目前最重要的并行编程工具,提供了丰富的消息传递库函数,极大方便了并行算法的实现。本文首先介绍并行计算及MPI的基本内容,然后在MPI并行计算环境下实现了一种n×n阶矩阵相乘的并行算法,并与传统的串行算法进行了性能方面的分析和比较。     

基于网格的电力监控系统设计与实现

提出一种基于网格计算的电力系统监控基础平台,该平台很好地利用了网格计算的分布式信息处理能力来处理电力系统的监控问题。通过电力系统网格将电力系统各调度中心的数据资源和计算资源加以整合,使每个调度中心都成为网格的节点。网格节点内部通过驱动程序来实现对异构数据库的访问。实验室测试结果表明,该实验平台能够较好完成监控任务。     

离散试验数据三维图形可视化处理

采用传感器测量点网格层非均匀优化布置和传感器网格节点对应折算优化方法,将计算机数据采集和试验测试技术应用于油田稠油蒸汽辅助热采中,大量较少使用传感器的数量。使用形函数法进行数学插值计算,将传感器测量点的测量值映射到三维试验模型的网格节点上,并用等值线和云图描述试验数据,实现离散试验数据三维图形可视化处理。     

基于二维滑动窗口的数据网格通信模型

现代网络技术发展迅速,数据网格通信成为主流趋势,该通信模型能良好解决通信峰值阶段的冲突通信难题,实现任意时段网络通信的稳定、安全。数据网格通信模型的构建基础是二维滑动窗口,理论研究表明,该通信模型还能克服传统通信技术无法解决的并行计算效率低难题,大大提高数据密集型网络通信的并行计算效率。结合数据网格通信模型的基本定义,本文对该模型的通信算法、理论作详细分析,得出结论,供同行参考借鉴。     

网格任务调度模型的研究

网格任务调度是采用适当的调度策略把应用程序分配到异构的计算节点上进行高效的执行并返回正确结果的过程。本文研究了经典网格任务调度模型,分析了各自的优缺点,并提出了一种包含有树形全局调度模型和局部调度模型的两层结构模型,此树形全局调度模型通过负载从根节点自上而下的迁移,能够很好地实现网格系统的负载平衡。通过二叉树的节点删除算法能够很好地解决模型中节点的失效问题,因此具有很好的安全性和可靠性。     

云计算环境下数字图书馆信息资源建设的理性思考

云计算技术是分布式处理、并行计算和网格计算的发展,是新一代的互联网计算模型。其安全可靠的海量数据存储和强大的计算能力,不但使数字图书馆产生了革命性的变革,也使数字图书馆信息资源面临信息安全的问题。数字图书馆应采用最新的技术手段、统一身份认证、严格控制访问权限、制定相关标准及政策法规,以保障图书馆的合法权利和数据安全。     

基于物质扩散推荐系统寻找应急物流点的研究

应急物流是一项针对突发性因素以解决物流需求点应急程度为目的的物流活动,其完善和发展对解决物流系统中资源优先配置的问题具有重要意义。由于应急物流具有突发且不可预知、随机、时间紧迫等区别于一般物流的特点,所以预测物流系统中物流节点的应急程度是一个重要问题。文中在研究物流节点应急程度的基础上,分析了基于物质扩散的推荐算法实现机理,构建物流随机网络和物质扩散模型,并通过java语言模拟物质扩散过程得到各个物流节点应急程度的排序并产生推荐列表,进而研究在物流网络中应急资源始发点对终点的优先应急程度,得到各个始发点的最优先应急点,从而为物流网络中终点的选择提供方法,该方法在应急物流点的优先选择问题上具有应用价值和实践意义。     

三种含暂态稳定约束最优潮流的计算方法

介绍了三种含暂态稳定约束最优潮流计算方法：基于稳定域边界的主导不稳定平衡点（BCU）法、故障模式（MOD）法和轨迹灵敏度法。基于BCU法和MOD法是通过将能量裕度的暂态稳定约束表达式加入到最优潮流的不等式约束中,对系统进行优化计算;轨迹灵敏度法是通过计算轨迹灵敏度将含暂态稳定约束最优潮流转化为最优潮流和暂态稳定两个子问题,进而采用交替计算的方法求取系统最优运行点。在NE10机39节点系统的计算结果表明,这三种方法能有效地解决系统运行的经济性和安全性的结合问题。     

云计算在图书馆的应用

云计算是并行计算、分布式计算和网格计算的发展,或者说是这些科学概念的商业实现。谈谈云计算在图书馆的应用。     

基于多线程粒子群算法的多段翼型多目标优化设计

为了提高多段翼型性能,采用基于Pareto优选技术的多目标粒子群算法进行了多段翼型的缝道参数(缝隙、重叠量和偏转角度)以及翼型形状等量的优化设计。考虑多段翼型在固定设计点处的升阻力及力矩特性进行了单设计点多目标的优化设计,并将多线程计算引入到优化设计过程中,实现了基于多线程改进粒子群算法的多段翼型设计优化系统,提高了优化效率。气动计算网格采用混合网格,气动分析采用N-S方程的数值解法。设计实践表明,文中的优化方法效率高,且优化设计后的多段翼型性能较好。     

混凝土强度对SRC节点受力性能的影响

本文建立了钢骨混凝土梁柱节点有限元模型,采用了分割体技术划分单元,对节点核心区域及附近网格划分较密,而远离节点核心区网格划分较疏,以节省资源和运算时间。通过对钢骨混凝土梁柱节点模型进行非线性有限元计算,分析了不同混凝土强度等级节点的开裂情况、型钢应力和应变及其分布情况,得出节点的承载力随着混凝土强度的提高而提高,节点区型钢的应力和应变随着混凝土的强度的提高而减少,最后对节点混凝土强度等级的选用提出了建议。     

张家口市室外空间道路节点无障碍连通性设计

通过对室外道空间道路节点的无障碍连通性设计,提高路网的通行能力,为盲人和残疾人出行提供方便的同时还可以缓解交通压力,实现无障碍路网建设。张家口市的路网复杂,地势西北高、东南低,阴山山脉横贯中部,道路分布纵横交错,对道路的连通性设计较为困难,提出一种基于邻居节点均衡预测的张家口市室外空间道路节点无障碍连通性设计方法。先进行了张家口市室外空间道路的路网结构模型建设,对道路节点进行障碍阻抗分布拓扑结构分析,在拓扑结构中通过网格并行计算进行路网的邻居节点均衡预测,改善和交通道口的建设,实现张家口市室外空间道路节点无障碍连通性设计改进,仿真结果表明,采用该方法进行张家口市室外空间道路节点无障碍连通性设计,可以提高道路的连通性和通行负载能力,改善残疾人在城市室外空间的通行能力。     

薄膜厚度对飞秒激光烧蚀铜纳米薄膜的影响研究

为了研究铜薄膜厚度的变化对飞秒激光烧蚀铜薄膜过程的影响,考虑反射率和吸收率随温度变化的特性,采用抛物线型双温模型,使用隐式差分的方法进行离散化,对250、500、1000 nm三种不同厚度铜纳米薄膜,在脉宽为100 fs、能量密度为6500的激光烧蚀下,铜纳米薄膜表面的电子温度、晶格温度、反射率、熔化深度的变化进行计算。计算结果表明:铜纳米薄膜厚度的增加对表面电子温度的影响不明显,对表面晶格温度的影响较大,熔化深度具有较大幅度的减小;在烧蚀过程中,薄膜表面的反射率和吸收率有明显的下降,将其考虑为常数处理是欠稳妥的。