基于OpenMP和Pardiso的柔性多体系统动力学并行计算

为加快大型、复杂柔性多体系统的动力学仿真的速度,对多体系统动力学的并行算法进行研究。首先分析了微分代数方程(differential algebraic equations,DAEs)在数值计算求解过程中主要的计算量。据此,提出采用OpenMP并行计算系统的刚度矩阵、右端项和采用并行的稀疏线性方程组求解器Pardiso对线性方程组进行求解的并行策略。将这两种并行策略应用到自主开发的柔性多体系统动力学软件THUSolver中,实现了对多体系统动力学的并行计算。通过两个工程算例的仿真得到并行的加速比和计算效率,结果表明:采用的两种并行策略都有很高的计算效率,能大幅提高多体系统动力学仿真的速度。     

用等转化率法研究煤焦在化学动力控制区燃烧过程中比表面积的变化

为了研究煤焦比表面积在化学动力控制区燃烧过程中的变化,提出了一种基于等转化率法对煤焦热重分析(TGA)数据进行分析的算法。运用该算法计算出了产地为超化、陕西、大同、洛阳、鹤壁、Adaro这6种煤焦比表面积随转化率的变化趋势,且将鹤壁、陕西、Adaro这3种煤焦比表面积随转化率的变化的计算结果与实验结果进行了比较。结果表明:所提出的算法是有效可行的,该算法优点在于不需要复杂的实验设备和操作,仅对TGA数据进行分析便可获得煤焦比表面积的变化规律。该算法对于深入理解煤焦燃烧过程的机理、指导工程实践有重要的意义。     

基于直方图优选的车速分布模型研究

通过对国内外已有的研究分析,发现车速的分布规律变化不一,很难用单一的某一种分布模型进行拟合.因此,通过对呼和浩特市昭乌达路的速度数据采集,利用直方图优选的方法对速度分布直方图进行改进,并利用正态分布、威布尔分布、伽玛分布和Logistic分布模型对改进后的直方图进行了拟合分析.通过对拟合分析得出的相关系数的比较,给出了这四种分布在拟合速度分布时的适用范围.     

一类泛函方程解的存在唯一性及其性质

讨论了一类源于动态规划的泛函方程,主要研究在某些条件下该泛函方程解的存在性、唯一性、迭代逼近及解的某些性质等问题.研究过程中,首先定义了巴拿赫空间中一个有界闭凸子集上的映射,其次证明该映射为非扩张的自映射,最后再证明该空间的任意收敛点列都是柯西列,从而由巴拿赫空间的完备性、不动点定理和非扩张映射证明了解的存在性.得到的结果拓宽、深化了刘泽庆等人的一些已有结论,并在一定程度上统一和归纳了由Bellman,Bhakta,Mitra等学者得到的早期研究结果.     

非水相一步合成TiO2纳米晶及其光催化性能

利用正丁醇与TiCl4反应,在非水溶剂和无表面活性剂的条件下,通过改变反应物TiCl4与丁醇的摩尔比制备了纯锐钛矿TiO2纳米粒子和金红石TiO2纳米棒.利用X射线衍射分析、拉曼光谱分析、透射电镜和比表面积测定等测试分析手段对样品进行了表征,并以罗丹明B的脱色降解为模式反应,考察了样品的光催化性能.结果表明:所制备的纳米级TiO2比表面积大、晶粒尺寸小、结晶性完好,具有比商用P25更好的光催化活性.     

固定化酵母发酵法生产女贞子特色保健果酒的研究

主要对固定化酵母的条件及女贞子果酒的发酵工艺进行了研究．采用正交实验法设计优化苹果发酵时酵母的固定化条件为：海藻酸钠浓度为3％,氯化钙浓度为3％,固定化时间为6h．通过对初始糖度及女贞子加入量的单因素实验得出：当初始糖度为18％、女贞子加入量为10g／300mL时,发酵速度较快且具有良好的风味．     

高能重离子碰撞赝快度分布分析

采用多源理想气体模型的蒙特卡洛方法重点模拟分析了Cv-Cv碰撞在22．4GeV,62．4GeV,200GeV三个作用能量下中心碰撞的快度分布特点,以及快度分布宽度与纵向流,核阻止度,次级碰撞等中高能重离子碰撞机制的关系．     

铁硫化物／石墨烯纳米复合材料溶剂热法一步合成

以二茂铁和硫磺粉作为铁源和硫源,乙醇或邻二氯苯为溶剂,利用溶剂热法一步合成了FeS2／石墨烯和Fe2S8／石墨烯纳米复合材料;采用X射线衍射（XRD）法、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对产物的晶相结构和形貌进行了分析与表征;并研究了原料的配比及溶剂对产物的组成和形貌的影响．当二茂铁与硫磺粉的摩尔比为1：2．5时,所得产物为Fe7S8／石墨烯纳米复合材料;而当它们的摩尔比为1：2时,所得产物为FeS2／石墨烯纳米复合材料,使用乙醇或邻二氯苯为溶剂合成所得FeS2／石墨烯纳米复合材料的形貌有较大的差异．     

二维桁架路径模型的自动生成算法

针对传统的基于工件CAD模型或建筑CAD图纸的路径模型生成和规划方法不适用于复杂桁架结构的问题,提出了一种基于桁架结构CAD图纸的二维桁架路径模型的自动生成算法.该算法首先使用图像处理算法(如图像膨胀、面积滤波、腐蚀和细化)结合特征点提取算法对输入的图像进行处理,并获得桁架图像的特征点集,通过求取特征点间的连接关系得到邻接矩阵,然后利用特征点集和邻接矩阵重构出二维桁架路径模型.以输电线路铁塔路径模型的生成为例,阐述了算法的具体实现过程,并利用Floyd算法实现了机器人的全局路径规划.该算法只需输入桁架结构CAD图纸,程序即能自动生成路径模型.利用Floyd算法完成了机器人的全局路径规划,其结果可以应用于桁架攀爬机器人的智能导航领域.     

三维任意几何光子成像系统的散射修正及图像重建方法

在客体材料密度重建过程中考虑散射光子的影响,研究了在重建过程中通过迭代扣除散射贡献进行散射修正的重建方法.针对三维任意几何结构问题,利用AutoCAD的二次开发功能实现几何前处理,开发了用于散射量计算的快速光子输运计算程序及基于三维任意几何结构的迭代法图像重建程序(IPOR).通过与蒙特卡罗程序MCNP进行数值比较,可知文中采用的散射修正方法在达到与蒙特卡罗方法相当精度的同时,其计算效率可提高2个数量级.重建计算结果表明,IPOR的重建精度远高于未进行散射修正的直接求解法的重建精度.