浅论计算智能中的计算方法

计算智能的发展过程,也是计算智能学中的计算方法不断完善的过程.阐述计算智能所涉及的计算方法特点,并以一个数值计算方法在计算智能学中应用实例,说明自然计算依然是计算智能的重要算法.     

改进型信息安全风险评估计算模型研究

介绍了信息系统安全风险评估概念、要素和基本评估方法,分析了典型的信息安全风险评估计算模型和计算步骤。针对传统的信息安全风险评估计算模型和方法,构建了改进型的信息安全风险评估计算模型,在原有计算方法的基础上提出了新的模型计算方法,克服了传统模型和计算的缺点,为信息安全风险评估提供了一种新的评估方法和计算思路。     

钢管桩静力拔桩侧摩阻力的计算对比分析

对于钢管桩拔桩侧摩阻力的计算有多种计算方法,具有代表性的两种就是APIRP2A的计算方法和国内规范法,为了更好地了解这两种计算方法的特点和差别,通过对不同的工况分别采用API-RP2A的计算方法和国内规范法计算,计算对比分析两者的区别以及产生区别的原因,同时简要分析两种计算方法的优缺点。     

基于区域嵌套与分解的城市风环境模拟方法研究

提出了适合城市风环境数值模拟的一个新的计算方法——嵌套计算方法。该方法首先对目标建筑群及其更大的周边环境建立大计算域并以较粗的网格进行计算,然后建立包含目标建筑群的子计算域并以精细的网格划分,以大计算域计算出的解作为子计算域的边界条件以实现区域嵌套求解。通过对两种建筑群布局的模拟计算,将该方法与传统方法计算的高精度解和中精度解进行对比。结果表明,本文的方法可以降低单次计算的网格数量,并且计算结果具有较高的精确度。     

立方晶格晶面间距的计算

为了纠正补充教材和文献中有关立方晶格晶面间距的计算方法,对已有晶面间距的计算方法进行深入地总结与讨论,并给出一种利用密度比来计算晶面间距的方法,最后利用这些方法分别计算了面心立方晶格和体心立方晶格的晶面间距,不同方法的计算结果完全一致,从而验证了这些计算方法的正确性.     

基于区域嵌套与分解的城市风环境模拟方法

提出了适合城市风环境数值模拟的一个新的计算方法——嵌套计算方法。该方法首先对目标建筑群及其更大的周边环境建立大计算域并以较粗的网格进行计算,然后建立包含目标建筑群的子计算域并以精细的网格划分,以大计算域计算出的解作为子计算域的边界条件以实现区域嵌套求解。通过对两种建筑群布局的模拟计算,将该方法与传统方法计算的高精度解和中精度解进行对比。结果表明,可以降低单次计算的网格数量,并且计算结果具有较高的精确度。     

复式钢管混凝土柱轴压承载力计算方法对比分析

对复式钢管混凝土柱轴压承载力的三种计算方法进行对比研究,分析各种计算方法的原理和适用范围,结合已有试验数据及特点,对基于统一理论的方法进行改进,并将试验结果与四种计算方法结果进行对比.结果表明:基于改进的统一理论计算方法和不考虑外钢管约束的计算方法与试验结果更吻合.通过该计算方法,可以为复式钢管混凝土轴心受压承载力的计算和优化设计提供理论依据.     

标准Ⅱ型马蹄形断面水跃共轭水深的简化计算

研究了标准Ⅱ型马蹄形断面水跃共轭水深的一般计算方法和简化计算方法。根据标准Ⅱ型马蹄形断面的几何形状,按照分块计算面积和形心的方法,详细推导三种工况下断面面积和面积形心距水面距离的计算公式,根据水跃的一般方程,推导水跃共轭水深的一般计算方法,根据最小二乘法原理得到了水跃共轭水深的简化计算方法。给出了马蹄形断面面积和形心的计算公式,给出了水跃共轭水深的一般计算方法和简化计算方法。本研究给出的马蹄形断面水跃共轭水深的简化计算方法计算过程简单明了,物理概念清楚,容易掌握,计算精度完全满足工程设计要求。     

六自由度并联机构变搜索原点迭代正解方法

为提高六自由度Stewart并联机构正解的计算效率,将变搜索原点的牛顿迭代方法用于运动学位置正解当中。给出了并联机构运动学反解及牛顿迭代正解方法的计算方法,分析了变搜索原点迭代正解方法的原理及实际使用中的可行性,给出了计算流程。最后通过对比的仿真计算验证算法的计算精度及计算效率。结果显示,在保证相同精度的前提下,变搜索原点方法相比于传统迭代方法能够减少计算过程中的迭代步数,从而提高了计算效率。该方法可用于实时运动控制。     

机身等直段截面弯曲刚度有限元等效计算方法

飞机机身截面弯曲刚度传统计算方法是参考结构力学,计算出截面的惯性矩,从而得到截面的弯曲刚度。这种方法计算过程比较复杂,对于飞机机身这种大型结构,要得到不同机身截面的弯曲刚度,需要很大的工作量。本文介绍了一种有限元刚度等效方法计算飞机机身等直段截面弯曲刚度,并与传统的结构力学方法计算的结果进行了比较,可知这种方法简化了计算过程,计算结果也满足工程计算要求。     

扩展有限元中非连续区域的一种积分方案

为促进和推广扩展有限元在实际复杂问题中的应用,提出一种适用于扩展有限元非连续区域积分的简易积分方案。利用基于该积分方案的扩展有限元程序,结合粘聚裂纹模型实现了对三点弯梁开裂过程的模拟。结果表明,由此积分方案得出的结果与常规分片积分法方案得到的结果以及已有研究结果十分吻合。与已有积分方案相比,此简易积分方案既能保证精度和收敛性,同时无需复杂的分片积分过程,也无需考虑零能模式的控制措施,大大地降低了建模的复杂性和成本。     

Selective Smoothed Finite Element Method

The paper examines three selective schemes for the smoothed finite element method (SFEM) which was formulated by incorporating a cell-wise strain smoothing operation into the standard compatible finite element method (FEM). These selective SFEM schemes were formulated based on three selective integration FEM schemes with similar properties found between the number of smoothing cells in the SFEM and the number of Gaussian integration points in the FEM. Both scheme 1 and scheme 2 are free of nearly incompressible locking, but scheme 2 is more general and gives better results than scheme 1. In addition, scheme 2 can be applied to anisotropic and nonlinear situations, while scheme 1 can only be applied to isotropic and linear situations. Scheme 3 is free of shear locking. This scheme can be applied to plate and shell problems. Results of the numerical study show that the selective SFEM schemes give more accurate results than the FEM schemes.     

低耗散低色散有限差分格式误差分析

基于7点中心色散保持(DRP)空间离散格式,结合5种龙格库塔(RK)时间积分方法,从误差构成、误差传播、误差累积3个角度出发,采用传统Von Neumann误差分析方法和修正误差传播分析方法,分析比较了各时间离散格式和全离散格式的耗散色散误差,波数分辨能力,长距离波计算误差传播,低频波、中频波、高频波的误差累积特性,还从稳定性、求解精度等角度分析比较了各组合格式的优劣,获得了与7点中心DRP格式组合的最佳时间离散格式ORK6;最后对一维标量和矢量波动问题计算验证了各组合格式的准确模拟能力.     

无奇性边界元法解平板弯曲问题

本文用具有较高协调性的边界元法解克希霍夫板弯曲问题。在数值解法中，对面载 荷积分项统一化为边界积分，以适应复杂载荷的要求；利用无奇性边界积分技术完全避 免边界奇积分。文中还给出求域内点弯矩、扭矩及边界切向弯矩的公式．数值算例表明 程序可靠、精度良好、机时节省，是以前工作的一个改进。     

对流扩散方程的高精度多步显式差分格式

为提高对流扩散方程的显式差分格式的数值计算精度和效率,提出了一种新的高精度多步显式格式.空间坐标按高精度差分法离散,时间方向作数值积分,给出几种不同的差分格式.利用精确解给出初边值条件,利用Matlab软件编程求出数值解,并与加罚C-N格式的数值解做了比较,数值结果表明,该格式具有精度高且可以进行长时间稳定计算的优点.     

紧致差分格式的分辨率与精度的实例比较与讨论

通过比较先前建立的4阶最优紧致差分格式,以及传统的6阶和8阶紧致差分格式,来研究精度和分辨率之间的关系,主要比较了空间离散格式的有效波数范围、实际数值计算精度、以及对小尺度波动的模拟能力.数值试验结果表明:(1)这3种格式的计算精度都可以达到理论精度,并且此时精度越高,误差越小;(2)对于小尺度波动,最优4阶紧致格式比6阶和8阶紧致格式具有更高的分辨率;(3)对于行波问题,最优4阶紧致格式能够更加准确地模拟波动的传播行为.理论分析和数值算例的比较结果均表明,数值格式的精度和分辨率并不能互相替代,而是要根据计算问题的需要选择具有合适的精度和分辨率的数值格式.     

基于最优实施边界的美式期权定价的数值方法

对美式期权的最优实施边界提出了复合梯形格式、复合左矩形格式和复合右矩形格式3种数值格式,通过数值试验对所提格式进行了数值分析和比较,选出了求解美式期权最优实施边界的精度高效果好的复合梯形格式,利用此格式提出了求解美式期权定价的数值求解格式,且对美式期权定价进行了数值模拟。     

随机微分方程的Runge-Kutta数值解法

提出了求解一类随机常微分方程(SODEs)的3种Runge-Kutta格式:显式Runge-Kutta格式、半隐式Runge-Kutta格式和隐式Runge-Kutta格式.讨论了这3种Runge-Kutta格式的T稳定条件,并给出了部分数值实验结果.     

弯曲振动薄圆盘的最佳尺寸设计

弯曲振动圆盘在空气强功率超声领域方面应用广泛.对于给定的工作频率,弯曲振动薄圆盘的半径和厚度的选择存有多种,哪一种才是辐射效率最高的设计方案呢？作者从弯曲振动薄圆盘的振动特性出发,推导了弯曲振动圆盘在自由、固定和简支边界条件下模态声辐射效率的表达式.利用高斯数值积分,计算了前四阶振动模态下弯振圆盘的模态声辐射效率,得到了圆盘在给定激励频率下某一固定模态振动时的最大声辐射效率及圆盘在此状态时的尺寸,这个尺寸就是最佳设计尺寸,为弯曲振动辐射薄圆盘和阶梯圆盘的设计提供了参考.     

开放式数控系统分布式智能协作体系的研究

数控系统日益密集的集成化软硬件设计,可能引发整体运行资源的消耗过度和功能与接口的无序扩展.为此,采用适当的分布式设计结构和分散型节点控制策略,向层次化系统结构中引入多维特征和浮动标示算法、独立性和智能级别的动态指派、统一格式信息交互模型和面向任务的节点驱动机制等设计思想,建立了基于开放结构数控系统的分布式智能协作体系的基本框架,从技术原理上提出了协调数控系统集成性和复杂性的有效方法.