基于切比雪夫距离的支撑点选择算法的并行优化研究

求解切比雪夫距离的支撑点选择算法中，由于计算量较大，如何快速判断支撑点的优劣是一个难以解决的问题，为此，提出一套以切比雪夫距离为目标函数的快速支撑点优选策略。通过并行化分析找出相对独立的计算任务，使用OpenMP对支撑点的选择并行化处理；为降低算法层面的时间复杂度，将切比雪夫距离转化为曼哈顿距离，减少了总体计算量；采用多线程的方法对目标函数值的排序环节进行总体重构，避免了无意义的访存开销。实验结果表明，相比传统方法，支撑点优选算法具有较为明显的加速效果，加速比达到了174.62,并解决了算法的数据依赖问题。     

耦合溶质运移和化学反应模拟的并行优化

针对TOUGHREACT程序在耦合溶质运移和化学反应计算过程中, 计算规模和时间需求的不断增加导致求解规模逐渐增大的问题, 提出了用耦合过程并行化对耦合模拟过程进行改进的方法. 该方法改进了原有的程序结构, 实现了化学反应计算并行化. 实验结果表明, 改进后的耦合计算部分在执行时间上有2~3倍的加速效果.     

大型水利水电工程全系统瞬变流并行计算

为了解决采用单处理器计算机进行大型水利水电工程全系统瞬变流计算时速度慢和存储量小的问题,在对大型水利水电工程全系统瞬变流计算的并行性进行分析的基础上,建立了全系统瞬变流并行计算的模型。以某大型引水工程为例,根据负载平衡的原则划分并行计算任务,采用消息传递并行编程模式,通过调用M P I库函数实现并行计算部分间的消息传递。当使用两台计算机并行计算时,计算的加速比达到1.442,且并行和串行计算结果相同。     

电力系统负荷恢复优化的并行遗传算法实现

对电力系统的负荷恢复问题进行了研究.将该问题建模为一个多约束条件的组合优化问题,根据遗传算法特别适合求解大规模组合优化问题的特点,设计了一种粗粒度并行遗传算法来对此优化问题进行求解.在消息传递类并行软件开发环境提供的基于消息传递的并行虚拟环境下,采用master/slave的并行编程模式,有效地提高了算法的计算速度.将各种约束条件与目标函数融合在一起,建立一种序关系,来处理负荷恢复中的约束条件.求解过程满足系统的约束条件,不会出现系统的越限.算例结果表明,所提出的并行遗传算法不仅可以最大限度地恢复负荷,而且可有效提高算法的计算速度.     

并行技术在电磁有限元计算中的应用

有限元方法FEM(Finite Element Method)是计算电磁学中非常重要的一种方法,而当问题规模较大时或计算量较大时,传统串行单机FEM难以胜任.本文在基于消息传递(MPI)的分布式并行系统上,采用有限元方法对电磁场问题进行并行求解.有限元方法形成的系数矩阵可以表示成块三对角矩阵,适合采用并行多分裂方法高效求解.并行计算技术的运用减少了计算时间并扩展了可处理问题的规模.结果表明,将并行技术应用于电磁有限元计算是有效并且可行的.     

用线松弛方法求解条形域流场问题的网络并行方案

提出了一个用线松弛法解决长距形区域流场问题的网络并行方案，详细讨论了使用虚拟节点处理等２类边值条件的多重网格技术和斑马线松弛多重网格技术的并行化方法，给出了从计算方法到它的并行化的完整过程。此方案与传统的求解方案相比，有较好的收敛速度，并减少了通讯，在网络并行环境中取得了较高的加速比。     

基于MPI的二维泊松方程差分并行实现与测试

消息传递是一种广泛应用于集群环境下的并行编程模型.针对简单二维Poisson方程的第一边值问题的典型差分格式,在MPI并行环境下,使用五点差分离散和雅可比迭代法实现了此类方程的并行求解.实际测试表明此类方程在一定问题规模下,其并行算法具有很好的加速比和并行效率.     

化学驱软件中化学平衡的并行计算

为了探索化学驱油藏数值模拟软件高效的整体并行化方案 ,对 DQCHEM2 .0软件中化学平衡计算部分进行并行化改造 ,设计了两种区域分解并行化的方式。一种方式是将整个区域按 CPU数进行分解 ,每个 CPU计算一个子域 ;另一种方式是按照额定的子域中网格单元的数量进行分解 ,每个 CPU将计算多个子域。比较而言 ,前者数据传输量少 ,而后者有利于负载平衡。在并行程序中 ,采用 MPI消息传递库实现数据的传输。测试结果显示了较好的局部并行效率。 8个 CPU的加速比达到 6.4。对测试数据的分析表明 ,两种区域分解方法适用于不同的情况     

评估多处理机系统计算速度的要素研究

为提高多处理机的性能，从计算进程数与进程间通信时间开销对系统速度的影响、多处理机系统的加速系数、多处理机系统开销对提高加速比的影响、顺序问题的并行化获取最大加速比等因素出发，给出了加速系数和实现过程的算法描述，为优化多处理机系统提供有效方法。     

MPP上的并行松弛迭代算法

讨论了松驰迭代算法在大规模并行处理机（massively parallel processor，MPP）计算模型上的并行化，给出了在MPP上的并行算法。该算法将计算近似解向量各分量值的时间错开，从而使各个分量的迭代计算可并行进行。对算法性能进行的分析和在大规模并行处理机系统曙光2000中对算法进行的计算均表明：并行松驰迭代算法具有较好的收敛速度、较高的加速比和可扩放性。     

热轧板带钢超快冷供水系统压力控制技术与应用

在热连轧线超快冷供水系统中有4个旁通管路，为了提高水压控制的精度，设计了水压串联和并联控制方法，通过对比分析得到了一种适用于超快冷供水压力的控制方法；在控制系统的设计中针对旁通阀门故障时如何保证压力的稳定性进行了研究.理论分析与实际应用效果表明，当设定压力值为035MPa时，两种控制方法均能将水压控制在理想的范围内；当设定压力为085MPa时采用并联控制方法的实际应用效果良好，并联控制方法在降低旁通阀开口度减小过程中水流对调节阀蝶片冲击和水锤现象方面效果明显.     

三维有限元-边界元耦合法的并行计算及优化措施

在应用有限元-边界元耦合法分析大规模三维电磁场数值计算问题时,采用并行计算方式可以有效地节省计算时间和提高求解精度.在介绍并行计算在线性单元和高阶单元问题实施原理的基础上,分别论述了应用自适应交叉逼近技术降低边界元求解区域内存消耗、应用分布式预处理共轭梯度法求解器对复杂且包含易变化部件求解区域进行基于相对编号的建模以提高并行机群的运行效果、应用Borland C＋＋Builder软件实现分析结果导出自动化以降低人工工作量这三种对有限元-边界元耦合法并行计算的优化措施.     

基于DEM和主干河网信息提取数字水系研究

为了弥补DEM中河道信息的缺失,从信息论的角度比较了引入矢量河网与栅格化河网各自在精度与效率上的优势,创建了一套通过“关系树”把：DEM中隶属河道的栅格点群自动连接成水系的源头追索模型,把基于DEM和栅格化河网自动提取虚拟水系的方法推向实用．该模型能够充分利用目前各种电子地图中的水系图层,提高了虚拟河网的精度,而且可以在一定程度上解决传统方法中洼地与平原区的问题．该模型经过不同地区的多次验证,具有很强的实用价值．     

基于可扩展精度的Logistic混沌随机序列的并行计算方法

在有限计算精度下的混沌特性退化问题一直是困扰数字混沌系统的关键问题.采用可扩展精度并行方法计算Logistic映射,对混沌函数进行分步计算,利用动态数组保存计算结果.基于可扩展精度计算混沌,打破了计算机内有限精度的限制,用户可以自由指定计算精度.实验结果表明,基于可扩展精度的混沌随机数列,随着精度的增加,映射空间扩大,...     

精密并联机器人系统误差的分析与补偿

为减小机构末端定位误差,提高精密并联机器人运动精度,以6-HTRT并联机构为结构模型,分析了机构的各种制造误差。首先在机构上开发了一种新型虎克铰链,同时采用了预紧装置;然后在控制系统中引入DSP高性能数据处理器;最后,用矢量构造的方法计算机构速度Jacobian矩阵,用数值法计算位置正解,用构造法计算误差Jacobian矩阵,对机构末端误差进行补偿。通过以上措施,可以使系统的精度提高到机构重复运动精度的3倍左右,满足精密并联机器人工作的精度要求。其中,软件误差补偿算法不受并联机构类型的限制,有较大的适用范围。     

直流侧串联型有源电力滤波器的单周控制方法

单周控制(one cycle control,OCC)因其控制结构简单,控制精度高,响应速度快等优点,已被广泛用于有源电力滤波器(active power filter,APF)的控制。目前单周控制技术主要集中在并联型APF的控制中,而对单周控制应用于串联型APF仍需要进一步研究。文中将单周控制理论应于直流侧串联型APF,通过对其主电路工作原理的分析,导出了用于DC(direct current)侧串联型APF的单周控制数学关系,并建立了控制方程。仿真结果验证该理论的正确性与可靠性。     

基于模糊神经网络融合的目标自适应跟踪算法

为解决基于“当前”统计模型的自适应滤波器对弱机动,特别是非机动目标跟踪精度下降问题,提出基于模糊神经网络的目标自适应跟踪算法,对并行工作的两滤波器进行数据融合.仿真结果表明:与一般自适应算法相比,该算法对各种机动程度的目标跟踪精度均有不同程度的提高,能更好地适应目标的各种运动形式,尤其适用于对目标的速度和加速度估计精度要求较高的场合,在指控、火控系统中具有实用价值.     

基于容重增加与强度折减法的边坡稳定性对比分析

为了研究容重增加法在边坡稳定分析中的适用性及计算精度,针对一算例边坡采用非线性的有限元法进行数值模拟,基     

基于自适应虚拟阻抗的 DC-DC 变换器均流控制

在多DC-DC变换器并联系统中,经常采用环流反馈回路中引入虚拟阻抗的均流方法,此方法精度高且成本低,但当系统负载突变时均流精度会降低.针对虚拟阻抗法在负载突变时均流精度降低的问题,提出一种自适应匹配虚拟阻抗值实现均流的方法.仿真结果表明,在负载突变时自适应虚拟阻抗匹配法具有很好的均流效果,且不影响并联系统的稳定性和输出特性.     

三维空间平行断面法可视化动态储量估算

 传统储量估算方法具有操作性简单、易于地质人员掌握的优点,但其储量估算工作可视化程度低、缺乏立体感、估算精度较低;而地质统计学很难适应中国矿产种类较多、类型复杂、形态呈现多样化的矿床特征。因此提出一种新的思路：以平行断面法为切入点,借助三维软件,利用真实三维地质模型取代简单抽象的二维规则几何体,实现矿体在真三维环境下的体积获取模式,科学、精准地获取矿体资源储量。经实际矿山应用对比表明：三维空间平行断面法有效地改善了储量估算模式,一定程度上提高了可视化程度,可达到快速获取高精度矿体储量的目的。