关于并行优化算法的分析

对整体的并行优化算法，如：并行变量分块算法（PVD）、并行梯度分块算法（PGD）、并行变量转换算法（PVT）等进行了分析。这些算法将原最优化问题分解为一系列规模较小的且相互独立的子问题，从而用多台处理机同时对这些子问题求解，减少了工作量、缩短了计算时间。     

海量数据广义线性模型变量选择算法研究

首先推导出了用于求解一般广义线性模型变量选择问题的非凸惩罚迭代估计算法，并利用分治思想对算法进行修正，使其能够适用于海量数据情形，以解决海量数据下进行变量选择时可能存在的内存溢出等问题。考虑到当前处理海量数据实际使用的工具，进一步给出了算法在分布式并行下的计算步骤，大幅提高了计算速度。在数值模拟中，通过单机和集群两种方式对算法进行数值计算，结果表明本文方法有效解决了数据存储问题且适用于分布式环境。最后，通过所提算法来完成Probit模型的变量选择，并将其用于新闻数据集的分类问题。     

离散离量桁架的形状优化设计

提出了离散截面变量空间桁架形状优化的一个两级算法。在第一级优化中，固定节点的位置，以植件面积为设计变量，进行离散变量截面优化；在第二级优化中，以节点坐标为设计变量，同时考虑截面变化；形成一系列优化子问题，按目标函数下降方向用Ｆｉｂｏｎａｃｃｉ法搜索出各坐标设计变量的最优变动值，从而形成新的节点位置。两级优化交替进行，直到收敛为止。算例表明本方法简单，收敛平衡，优化效果较好，在算例中讨论了不同的节点     

汽车传动系参数优化的改进遗传算法

研究了六工况试验条件下，取主减速比和变速器传动比为设计变量，根据传动系的特点构造初始方程和变量分组准则，利用改进GA算法对汽车传动系参数优化问题建立数学模型。进而调整各参数，实现各参数优化匹配问题多解的求解方法，并用MATLAB软件来实现，实现了汽车设计中“确保经济性，提高动力性”的优化目标。     

空间双臂机器人系统的最优内力分配计算

针对本体位置、姿态均不可控的自由浮动空间双臂机器人抓物系统的内力分配问题，提出了基于模拟退火算法和遗传算法的优化方法．将机器人两机械臂各关节广义驱动力矩的范数之和作为目标函数，末端抓手的抓持内力作为优化变量，采用了模拟退火算法和遗传算法来求解该优化变量，使机器人消耗的能量最小，并对双臂六自由度空间机器人抓物系统进行了仿真，仿真结果证实了该优化方法是有效的．     

利用极值蚁群优化的制粉出力建模变量选择算法

针对制粉出力难以直接测量,以及制粉系统包含变量多且各变量间耦合性强的问题,提出了一种利用极值蚁群优化的制粉出力建模变量选择法,并采用支持向量机根据所选变量建立了制粉出力的预测模型.该算法基于蚁群优化的正反馈原理,对蚂蚁搜索到的各个变量的相对重要性加以区分,并根据幂律分布选择重要性较小的变量进行变异,使得较差解不断得到改善,从而引导蚂蚁朝着最优解的方向搜索.采用制粉系统现场数据对所提算法、蚁群算法和蚁群遗传算法进行比较,结果表明,所提算法具有更快的收敛速度,且由其所选变量建立的制粉出力模型具有较高的预测精度.     

一种简单的多变量极点配置自适应控制方案

本文提出一种简单的多变量极点配置自适应控制算法。这种算法通过对输入输出信号进行线性映射,将一个多变量极点配置设计问题,转化成为一个同阶的单变量系统的极点配置设计问题,从而大大减少了所要估计的参数。它适合于输入输出个数不同、各控制通道的时间延迟不同这样一般的多变量系统。     

一种求解SAT问题的人工蜂群算法

针对SAT问题,提出一种求解该问题的离散人工蜂群算法——ABCSAT算法,建立了相应的优化算法模型,解决了问题编码和转化、适应度函数、蜜蜂觅食策略、离散操作等关键问题.不同于处理连续优化问题,ABCSAT将适应度函数定义为当前不可满足子句数.根据问题的特点设计了多种觅食策略,并利用各子句和变量之间约束关系的启发式信息对各阶段的候选解进行离散操作.最后在标准SATLIB测试集上对提出的算法进行了测试并与相关算法进行了比较,结果验证了ABCSAT算法在中小规模SAT问题上的有效性,表明算法能更加有效地解决该问题.     

离散变量桁架的形状优化设计

提出了离散截面变量空间桁架形状优化的一个两级算法．在第一级优化中，固定节点的位置，以杆件面积为设计变量，进行离散变量截面优化；在第二级优化中，以节点坐标为设计变量，同时考虑截面变化；形成一系列优化子问题，按目标函数下降方向用Ｆｉｂｏｎａｃｃｉ法搜索出各坐标设计变量的最优变动值，从而形成新的节点位置．两级优化交替进行，直到收敛为止．算例表明本方法简单，收敛平稳，优化效果较好．在算例中讨论了不同的节点坐标初值对优化结果的影响及产生原因．     

一种求解SAT问题的人工蜂群算法

针对SAT问题,提出一种求解该问题的离散人工蜂群算法——ABCSAT算法,建立了相应的优化算法模型,解决了问题编码和转化、适应度函数、蜜蜂觅食策略、离散操作等关键问题.不同于处理连续优化问题,ABCSAT将适应度函数定义为当前不可满足子句数.根据问题的特点设计了多种觅食策略,并利用各子句和变量之间约束关系的启发式信息对各阶段的候选解进行离散操作.最后在标准SATLIB测试集上对提出的算法进行了测试并与相关算法进行了比较,结果验证了ABCSAT算法在中小规模SAT问题上的有效性,表明算法能更加有效地解决该问题.     

解麦克斯韦方程的谱方法

=本文研究了在时间和空间方向同时采用高精度谱方法对麦克斯韦方程的数值离散求解的数值方法。在空间方向利用谱元素作Galerkin有限元进行半离散，形成具有分块稀疏刚度矩阵的大型常微分方程组。对时间变量采用谱延迟校正的方法离散，然后用Krylov子空间方法加速求解。这种方法不但空间离散可以达到高精度，而且在时间方向的离散具有A稳定性并可以达到任意阶精度。     

静电场问题的等几何分析方法

等几何分析方法是一种新型的数值方法,它将几何模型和计算模型统一起来,从而消除了传统方法中二次建模的冗余过程,同时也消除了网格离散过程中几何模型和计算模型的非一致性.将此方法扩展到静电场问题,利用几何等参思想构造域内变量场分布,通过加权余量法将控制微分方程弱化为等几何离散方程,对于强制边界条件,通过分组的方式得以施加.将矩形域内静电场问题的计算结果和传统的有限元方法比较,结果表明此方法具有自由度少、精度高、收敛速度快的优点,可以应用其求解椭圆微带线的特征阻抗.     

时间分数阶对流-扩散方程的有限差分法

时间分数阶对流-扩散方程可以用来模拟由传统的对流-扩散方程演变而来的反常扩散方程.本文针对一类时间分数阶对流-扩散方程提出了一个新的隐式差分格式,时间分数阶导数采用直接离散,空间导数采用中心差分格式离散,讨论了差分解的存在唯一性,并利用能量范数证明了该格式的无条件稳定性、收敛性,分析了收敛阶.数值试验验证了该格式的有效性.     

悬索桥振动特性对结构参数的灵敏度

振动特性对结构参数的灵敏度对结构设计和诊断十分重要。用一阶随机摄动法建立悬索桥随机特征值问题的基本方程,求其动力特性对结构参数的灵敏度矩阵,并得到随机特征值的统计特征。结构随机参数按局部平均随机场理论离散。取主缆,桥塔和加劲梁的弹性模量和质量密度为随机场。在此基础上计算了青马桥自振频率的统计特征和对随机参数的灵敏度矩阵,并由此讨论随机参数对青马桥自振频率的影响。发现结构参数对悬索桥自振频率影响不显著,但自振频率对不同部位的参数的灵敏度系数有量级上的差别。     

边界元有限元耦合法解桩土相互作用问题

对于桩、土相互作用问题采用了边界元、有限元的耦合法求解,将桩视为三维弹性体,建立桩在Ｌａｐｌａｃｅ空间的有限元频域方程并进行离散,将土介质视为半无限弹性体,采用半无限域动力基本解在Ｌａｐｌａｃｅ空间建立频域边界积分方程并进行离散,应用桩、土交界面处的们移相容和力的平衡条件,耦合建立代数方程组,求得Ｌａｐｌａｃｅ空间的位移的应力,应用数值反演方法求得时域的解。     

方位各向异性介质的多尺度有限差分法波场模拟

采用以裂缝走向为方位角的方位各向异性介质模型可以较好地描述裂缝性油气藏的实际情况,对弹性波在此介质中的传播过程进行准确的数值模拟有助于提高油气开采的准确程度。该文采用紧支集正交小波基对空间域进行多尺度离散,采用二阶精度有限差分算子对时域离散,推导得到了多尺度有限差分方法正演模拟的递推公式,并实现了相应的波传过程数值模拟。数值结果准确地反映了方位各向异性介质中波场的变化过程,可以清晰地观察到横波分裂和方位特征差异等现象。     

Stokes方程的全离散有限元方法

本文提出了非定常不可压Stokes方程的空间变量用有限元离散、时间变量用差分离散的方法(全离散有限元方法),并给出了离散时间有限元的最优L~2、H~1和积分的误差估计。     

径向基函数配点法分析三维功能梯度材料板的静力和动力问题简

传统配点法在求解动力学问题时会存在误差随时间累积的问题,而无网格径向基函数配点法在全域内采用具有无限连续性的径向基函数作为近似函数,结合配点法构建方程,通过最小二乘法进行求解。无网格径向基函数配点法不仅在数值计算过程中不需要任何网格,是真正的无网格法,而且易于离散,精度高,不需要积分,计算效率高;径向基函数的近似函数仅与距中心点的距离有关,非常适宜于求解三维问题。对于这种方法,本文先离散空间域,然后再离散时间域,并在每一时间步内施加边界条件,来分析三维功能梯度材料板的静力和动力问题,据此可解决传统配点方法在求解动力问题时误差随时间累积的问题。数值分析表明,材料性能呈梯度分布会导致其力学性能在梯度方向呈现非线性变化,不同的梯度分布模式会导致力学性能非线性变化的幅度不同。     

抛物型最优控制问题的三次B样条有限元方法

对一类四阶非线性抛物方程最优控制问题提出一种三次B样条有限元方法。状态变量和对偶状态变量用具有更好光滑性的分片三次B样条连续函数进行逼近,控制变量由分片常数函数进行逼近。这样得到的状态变量和对偶状态变量的数值解二阶连续可微。建立最优性系统的全离散格式,并用迭代法进行求解。最后建立数值算例,验证方法的有效性。     

工业锅炉对流管束结构优化分析

介绍了双汽包横向布置链条炉排工业锅炉对流管束的优化设计方法，给出了以降低钢耗为目标的有约束非线性全离散变量的最优化数学模型，针对该模型采用了一种较新的算法（ＭＤＯＤ法），并作了相应的改进，该模型在实例计算中获得了令人满意的结果．