基于非重叠区域分解算法的大地电磁法二维正演模拟

区域分解算法采用分而治之的思想,将大规模问题转化为若干个小问题进行求解,已成为大规模数值计算领域的常用算法之一。将非重叠区域分解算法引入到大地电磁法二维正演模拟中。首先将整个求解区域分解为多个互不重叠的子域,子域之间共享边界元素;然后对每个子域采用有限差分进行离散,采用Schur补偿算法解耦得到共享边界节点上的未知数,并作为子域问题的边界条件得到关于子域内部节点的线性方程组;最后,利用直接求解算法对上述方程组进行求解,实现了大地电磁法二维正演。该算法的准确性和可行性通过多个地电模型的对比试算得到了验证。此外,还统计分析了采用不同子域分区方式和分解个数时的计算耗时,结果表明子域分区的方式对计算效率影响不大,但子域分解个数的影响则较大,进行区域分解时需要选择合适的子域个数。     

波动方程的重叠型区域分解并行有限差分算法

提出了一类新的计算波动方程数值解的并行差分算法. 算法基于区域分解和子区域校正，在每个子域上进行残量修正，各子域之间可以并行计算. 证明了算法的收敛性，并且理论分析表明，在每一时间步，只需校正一或两次，即可达到最优的收敛阶. 数值试验表明了算法的有效性和优越性.     

热传导方程二阶并行区域分解差分算法

提出了一类新的计算热传导方程数值解的并行差分算法. 算法基于区域分解和子区域校正，在每个子区域上进行残量修正，各子域之间可以并行计算. 证明了算法的收敛性，并且理论分析表明，在每一时间步，只需校正一次或两次，即可达到最优的收敛阶. 数值试验表明了算法的有效性和优越性.     

直流电阻率平衡区域分解算法的 计算效率影响因素分析

区域分解算法作为求解大规模科学与工程问题的一种有效计算手段,已经在地球物理电磁法领域取得了一定的应用,但影响区域分解算法计算效率的因素复杂,前人的研究缺乏对计算效率影响因素的系统讨论和研究。将目前应用广泛的平衡区域分解算法引入到直流电阻率三维正演中,首先对三维模型进行有限差分离散得到线性方程组,然后将求解区域分解为多个不重叠的子域,使用Schur补偿算法将线性方程解耦为子域和共享边界的方程,最后对边界方程进行平衡预处理,并对子域和共享边界的方程进行迭代求解,实现了直流电阻率三维正演,通过与2层水平介质模型的解析解对比验证了算法的准确性和可行性。着重对影响平衡区域分解算法计算效率的因素进行了讨论分析,结果表明子域数目、子域问题和边界方程的解法以及网格大小都会对计算效率产生不同程度的影响。平衡区域分解算法的计算速度随子域数目先减小后增大,随网格增大呈指数增加。采用的3种子域问题和边界方程的解法中,预处理共轭梯度法效率最高,稳定双共轭梯度法次之,最速下降法效率最低。     

应用DDM/FEM/BEM混合法计算各向异性介质柱电磁散射

应用重叠型区域分解法（DDM）结合有限元（FEM）和边界元法（BEM）计算二维各向异性介质柱电磁散射.对介质柱外的无限大区域采用边界元法分析,将介质柱所在区域分解为若干个重叠的子域,每个子域用有限元法分析,各子域间通过传输条件进行耦合.为了提高计算速度,引入了多波前法求解有限元方程,并用内观法结合多波前法解有限元和边界...     

区域分解法解黑油数值模拟问题的并行计算

区域分解方法是适应并行计算机的工作原理应运而生的偏微分方程数值算法,将它应用于解决三维实际问题且行之有效的并行软件并不多见．本文基于共享内存多处理机并行系统解决一类三维黑油油藏数值模拟问题,分别给出了子结构类型ＤＤＭ和Ｓｃｈｗａｒｚ类型ＤＤＭ两种区域分解方法的并行算法,并进行了比较,就它们在实际应用中的区域划分对收敛速度及计算时间的影响进行了讨论     

一种新的非冯·诺依曼计算机体系结构TriBA

针对复杂问题的分解方式,提出一种基三计算机体系结构,该体系结构易于扩展,具有分形特征.设计了一种面向对象多核CPU,支持对象并行运行,在一定程度上实现了软件结构与计算机系统结构的统一.片上多核间采用基三分层互连网络互连,连接简单,体现计算局部性特点,易于硬件实现. 基于该互连方式讨论了面向对象多核CPU上的4种基本软件流水模型.     

基于区域分解的组合结构振动分析方法

提出了一种分析一般边界条件下组合结构动力学特性的区域分解法.首先,沿组合结构连接处和位移边界而将组合结构分解成若干自由子结构,并将子结构分解为一些规则子域,以获取组合结构的高阶振动特性;采用分区广义变分和最小二乘加权残值法将子域界面的位移协调方程引入组合结构的能量泛函中,以使组合结构的动力分析问题归结为在满足分区界面位移协调条件下的无约束泛函变分问题.同时,采用区域分解法分析了不同边界条件的圆锥壳 环肋骨圆柱壳 圆锥壳组合结构的动力学特性,通过与有限元软件ANSYS的相应结果进行对比,验证了其计算精度和稳定性.结果表明,所提出的区域分解法具有高效率、高精度和良好收敛性等优点.     

基于OpenCL的图像灰度化并行算法研究

随着图像数据量的增加,传统单核处理器或多处理器结构的计算方式已无法满足图像灰度化实时处理需求.该文利用图像处理器(GPU)在异构并行计算的优势,提出了基于开放式计算语言(OpenCL)的图像灰度化并行算法.通过分析加权平均图像灰度化数据处理的并行性,对任务进行了层次化分解,设计了2级并行的并行算法并映射到“CPU+GPU”异构计算平台上.实验结果显示:图像灰度化并行算法在OpenCL架构下NVIDIA GPU计算平台上相比串行算法、多核CPU并行算法和CUDA并行算法的性能分别获得了27.04倍、4.96倍和1.21倍的加速比.该文提出的并行优化方法的有效性和性能可移植性得到了验证.     

抛物型问题的边界元重叠型区域分解法

边界元法是一种求解偏微分方程数值的计算方法，用边界元法来求解抛物型方程，如采用与时间有关的基本解，较其它方法可以采用较长的时间步长，从而节省计算时间，且计算结果精度高。区域分解法是把计算区域分解成若干子区域来分别求解，由于它将原问题分解，由大化小，由复杂化简单，并且可以并行计算，优越性是显而易见的。将这两种方法结合起来（边界元重叠型区域分解法）求解抛物型方程，利用区域分解法将求解区域划分为两个小的子区域，然后在子区域上用边界元法并行求解方程。数值算例表明边界元重叠型区域分解法行之有效的，数值试验显示这种方法的收敛速度依赖于子区域重叠面积。     

多边形区域内储层建模结点三角剖分算法研究

结合储层建模结点数据的特点 ,提出了一种对多边形区域内建模结点数据进行快速三角剖分的算法 .如果区域边界边与剖分三角形可能相交 ,根据边界边顶点与剖分三角形确定的矩形区域的关系 ,对于不同情况 ,通过计算矢量叉积 ,或最坏情况下通过计算交点 ,来确定边界边与剖分三角形是否真正相交 .同时 ,讨论了在剖分过程中 ,对边界边链表进行实时更新 ,逐步减少边界边的思路 .虽然整个算法的时间复杂度最坏情况为 O( 3× m×n) ( m为多边形区域内结点形成的三角形个数 ,n为边界边个数 ) ,但在实际应用中 ,对大批量的储层建模结点数据进行三角剖分时 ,文中提出的算法具有比较高的处理效率     

Helmholtz方程的径向基配点不重叠Schwarz交替法

将径向基函数配点法和不重叠型Schwarz交替法结合用于求解Helmholtz方程.该方法把求解大规模问题转化为求解多个小的子区域问题,克服了在求解大规模问题时用一般的全域径向基配点法所带来的配置矩阵为非对称满阵,且高度病态的问题.首先给出具体算法,然后给出算法的收敛性,最后通过数值算例得出相应结论.     

深梁动力响应分析的一种辛算法

根据古典阴阳互补和现代对偶互补的基本思想,首次建立了线性阻尼情况下深梁动力学的相空间非传统Hamilton型变分原理。这种变分原理不仅能反映此类动力学初值—边值问题的全部特征,而且它的欧拉方程具有辛结构的特征。基于该变分原理,提出一种称为辛空间有限元—时间子域法的辛算法。这种新方法是由空间域采用有限元法与时间子域采用Lagrange插值多项式插值的时间子域法相结合而成。用这种辛算法分析了4种支承条件下深梁的动力响应问题。算例的计算结果表明,这种新方法的稳定性、收敛性、计算精度和效率都明显高于国际上常用的Wilson-θ法和Newmark-β法。     

高速IC芯片内互连线频变参数的有效提取方法

采用二维时域有限差分（２Ｄ－ＦＤＴＤ）法精确计算了高速集成电路芯片内互连线的频变等效电路参数,有耗吸收边界条件和非均匀渐变网络技术的提出和应用减少了空间网格的数目,用时间序列预测的方法来预测时域信号或提取传输参数大大减少了ＦＤＴＤ模拟时间,明显提高了计算效率,传输线特性的计算考虑了导体和硅基片损耗,计算结果与其他方法测量结果比较,一致性较好。     

对溶质运移模型的并行化处理

在了解和广泛收集前人研究资料的基础上,将并行算法引入到求解首采区卤水动态二维模型中关于溶质运移的问题中.把溶质运移方程按时间分裂法分成5个子方程,针对这5个子方程讨论了全域精细积分和子域精细积分的并行算法,给出了对流和扩散方程的子域精细积分并行算法.子域精细积分考虑了精细积分法高精度的特点,又避免了全域积分的大矩阵运算,其精度优于单点精细积分法.     

结构动力分析显式积分并行算法与实现

在分布式并行计算机环境下开展有限元并行算法研究是计算力学领域的前沿课题之一。基于区域分裂法，提出了结构动力分析两种形式的显式积分法的并行算法及步骤；同时，在用Ｔｒａｎｓｐｕｔｅｒ组成的分布式ＭＩＭＤ并行计算机上，采用３Ｌ并行Ｆｏｒｔｒａｎ编写了计算程序，并将其移植到串并行混合有限元分析软件ＰＦＥＭ中；最后，通过对三维空间钢架结构的实际分析，不仅验证了算法和程序设计的正确性，而且结果表明算法具有较高的并行效率。当２个和３个ＣＰＵ工作时，并行效率分别为０．８和０．７。     

基于LCD分解的微震信号分析与识别

 针对矿山微震监测信号识别难,识别速度慢的问题,引入新的非平稳信号的分析方法--局部特征尺度分解法（LCD）,该方法可以自适应地将一个复杂的信号分解为若干个瞬时频率具有物理意义的内禀尺度分量（ISC）之和。与传统的经验模态分解（EMD）相比,LCD 计算的效率更高,并能更好地抑制端点效应。分别对矿山典型的岩石破裂微震信号和爆破振动信号进行LCD,结果表明,2种信号均得到了有效的分解。对各ISC作频谱分析表明,2种信号在频率分布上存在较大差异。对各ISC作Hilbert变换,得到的能量分析结果表明,2种信号在能量分布上也存在较大差异。该方法为快速、准确地识别微震信号提供了新的途径。     

A Fast Method for Heuristics in Large-Scale Flow Shop Scheduling

Introduction A flow shop is a manufacturing system where n jobs are processed on m machines and each job has the same machine-order[1]. If the job-order on each ma- chine is also the same, it is a permutation flow shop, in which some job-sequences can be …