重调和方程的混合有限元的区域分解算法

主要考虑将区域分解算法应用于混合有限元方法的情形.基于Schwarz交替法,讨论了重调和方程的混合有限元格式的区域分解算法,证明了它的收敛性,利用区域分解技术,给出它的有限离散格式和预处理矩阵.本文表明基于Lions框架的Schwarz算法也适用于混合有限元.     

分数阶经验模态分解方法在机械故障诊断中应用

将经验模态分解方法(EMD)和分数阶Fourier变换基本理论相结合,提出一种基于分数阶Fourier变换的经验模态分解的机械故障诊断方法.仿真结果表明,提出的方法是有效的,尤其是对于用EMD分解方法无法进行有效分解的信号.如果时频平面旋转一定的角度,将信号从EMD难以分离的区域变换到可以用EMD分解有效识别的区域,然后经过EMD分解和分数阶Fourier反变换,就可以实现分量的提取.诊断实例进一步验证方法的有效性.     

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。     

基于栅格的移动机器人区域分解遍历算法

针对不同类型障碍物提出基于栅格的区域分解方法使移动机器人实现全覆盖遍历.算法包含区域分解、子区域连接和子区域内遍历三部分.区域分解是按照凹型障碍物边缘和工作环境边界将栅格区域分解成若干个子区域.区域内遍历按照障碍物不同类型,对存在凸型障碍物的区域采用内螺旋方法,对于凹型障碍物区域采用梳状遍历方法.子区域之间通过两点法求最短路径,然后按照逆时针方向形成遍历连通图.通过MATLAB对算法进行仿真,结果验证了该算法的可行性和有效性.     

基于MRDMD模型的噪声图像显著性检测方法

针对当前显著性区域检测方法对具有噪声的图像检测不准确的问题,提出一种基于多分辨率动态模式分解的显著性区域检测方法,该方法将动态模式分解(dynamic mode decomposition, DMD)与多分辨率分析(multi-resolution analysis, MRA)结合在一起,在时域和空间域中对多尺度系统进行建模.首先将输入图像进行色彩空间转换和边缘检测,然后使用图像的色度、亮度和边缘信息生成顺序快照矩阵,最后将其提供给多分辨率动态模式分解(MRDMD)模块进行3个级别的分解,获得图像的显著性区域映射.实验结果表明:本文方法在干净和嘈杂的图像中均能够检测出完整、边界清晰的显著性区域,相比于其他检测方法,性能具有明显的改善.     

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     

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。     

拟线性奇异摄动问题的无重叠区域分解算法

利用有限无重叠区域分解算法处理拟线性奇异摄动问题.将计算区域剖分为不重叠小区间,通过估计边界值在非重叠的小区域上进行计算.利用Shishkin型的分片等距网格,无论在边界的内部还是外部,都可以把计算区域分解为一些小区域,使其具有并行性.该特性对于在并行计算机上执行迭代算法是非常重要的.     

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。     

基于小波变换和形态学的图像分割方法

提出一种基于小波变换的分水岭图像分割方法。首先,源图像进行形态学开闭重建滤波,然后将滤波后的图像进行小波分解,在小波分解顶层的低频概貌图像中用分水岭分割算法将图像分割成若干个小区域,根据一定的区域合并准则进行区域合并,获得初始分割图像,最后将初始分割图像投影到全分辨率图像上,得到最终的分割图像。该方法有效地解决了传统分水岭算法对噪声敏感和过分割问题,并提高了计算速度。     

Domain Decomposition Method for the Forward-Backward Heat Equation

Theheat equation arises in a remarkable variety of physical applications. A non-overlaping domain decomposition method was constructed to obtain numerical solutions of the forward-backward heat equation. The primary advantage is that the method reduces the computation time tremendously. The convergence of the given method is established. The numerical performance shows that the domain decomposition method is effective.     

抛物型方程的区域分解直接方法及其应用

采用差分法近似求解偏微分方程。研究抛物型偏微分方程的直接区域分解算法。给出了非重叠区域上的抛物方程的区域分解直接方法,在非重叠的子区域内部采用隐式差分格式近似微分方程,在子区域的交界面上,使用显式差分格式,利用上一时间层的信息求当前时间层上各节点的价值。给出的区域分解直接方法对抛物问题的计算结果良好。     

MPP中区域分解法的临界子区域数的确定方法

论文针对在大规模并行处理 ( MPP)系统中应用区域分解方法 ( DDM)进行并行计算时 ,为了获得最大加速比和最短计算时间 ,如何选择恰当的子区域数 (临界子区域数 )这一关键问题 ,分析了子区域数大小对区域收敛速度和并行度的影响 ,描述了子区域数与加速比变化的关系 ,最终给出了一种确定 DDM临界子区域数的方法。该方法也适用于网络连接的分布式系统上的 DDM并行计算。实验结果表明 ,选用该方法确定的子区域数划分区域 ,能有效地提高加速比 ,减少计算时间     

奇异摄动拟线性对流扩散问题的区域分解方法

文章利用区域分解的迭代方法来解决奇异摄动拟线性对流扩散问题。文中算法是基于有限区域分解方法的，是非常适合并行计算的，且给出了算法的有关收敛特性。     

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.     

分析Laplace问题的重叠和不重叠区域分解法

介绍了求解Laplace方程的重叠和不重叠区域分解法,研究了重叠域大小与迭代收敛性的关系,比较了重叠和不重叠区域分解法的迭代次数.作为两种方法的应用,采用直线法结合有限差分法分别提取了有限厚度平面导体传输线的电容参数,并与已有结果进行了比较.     

一类变分不等式问题的区域分解法

考虑第二类变分不等式离散问题的区域分解法.将变分不等式问题转化为等价的优化问题,针对该优化问题,给出了加性区域分解算法,最后证明了算法的收敛性.     

一类空间分解问题

讨论了一类与区域分解算法有关的空间分解问题，将二阶问题的已有的空间分解结果推广到四阶问题的相应空间中。还证明了一致重迭性条件与Ｂａｄｅａ条件的等价性。