电推进粒子网格法模拟中计算加速方法的研究综述

粒子网格法(PIC)模拟电推进装置等离子体时具有很强的第一性,但是模拟过程中计算负载很大,故PIC模拟的计算加速方法不可或缺。本文从电推进装置基本性质、低温等离子体物理特性和PIC算法特点作为切入点,明确了PIC方法在电推进装置模拟过程中计算负载高的原因;结合国内外的研究现状,从建模、时空尺度、算法与并行三个层面介绍了对应计算加速方法的原理和效果;对各类计算加速方法进行了总结和展望。

三维球床几何稀疏条数长特征线加速方法

特征线法具有非常强的几何适应性,可用于三维球床高温气冷堆全堆芯求解,但存在迭代次数多、计算速度慢的缺点。本文将长特征线加速方法应用于三维球床高温气冷堆以解决非规则几何数值加速的问题,基于三维模型特征线布置较二维模型稠密的分析,提出了稀疏条数长特征线加速方法,极大地减少了加速方程的计算量,在不降低角度离散精度的前提下,获得了非常好的加速效果。通过基准题对加速参数的选取方式进行了研究,条数稀疏度取3~5、长特征线长度取2.0 cm左右、加速迭代步取20~60步可获得良好的加速效果。小型轻水堆三维基准题和球床堆芯简化模型的计算结果表明,采用稀疏条数长特征线加速可获得7倍左右的时间加速比,此时对应的迭代步加速比为20倍左右。

稀薄气体动理论中介观尺度数值模拟的加速方法

针对滑移流、早期过渡流区域采用离散速度法(discrete velocity method,DVM)求解Boltzmann方程收敛速度极慢、计算资源消耗大的难题,提出全流场耦合介观/宏观方程加速方法。在介观层面基于有限差分的DVM求解Boltzmann方程,在宏观层面基于有限体积的压力耦合方程组半隐式方法求解矩方程,充分利用纳维-斯托克斯-傅里叶/R26矩方程在低克努森数下的快速收敛特性,对介观方程进行加速。基于高阶Hermite多项式重构分布函数,完成宏观方程与介观方程之间的数据传输。仿真结果表明:全流场耦合介观/宏观方程的加速方法在滑移流、早期过渡流区域具有显著加速性能,最大降低了95.28%的计算时长;但对中、大克努森数流域,加速性能大幅度下降。

基于伪损伤保留的零部件道路模拟试验加速方法

为解决零部件道路模拟台架试验直接使用试验场采集信号周期过长的问题,提出了一种基于伪损伤对载荷谱进行加速编辑的方法。在保留100%伪损伤的前提下,取得了良好的加速效果,并分别从时域统计特征、幅值累计频次和功率谱三个维度对原始载荷与加速载荷开展了对比分析。结果表明,载荷的疲劳损伤特性能被良好地保留,台架耐久试验发现,加速编辑后载荷与原始载荷的失效部位与失效模式一致,循环次数接近,试验时间明显缩短,验证了该方法的合理性与有效性。

基于电子信息技术的图计算加速方法研究

图计算作为一种处理复杂网络结构数据的关键技术,对其进行性能优化至关重要。文中通过系统地研究电子信息技术在图计算加速中的应用,详细探讨了面对动态图处理时的技术需求和挑战,并提出了多种具体的实现方法,提高了图计算的效率。另外,分析了现有技术的局限性,针对性地提出了创新解决方案,旨在实现更高效、更快速的图数据处理。

高功率微波大气传播数值计算的加速方法

用时域有限差分法(FDTD)对高功率微波(HPM)大气传播进行数值仿真时,所要关心的仅是传播目标点HPM波形的分布,而传播过程中每一空间点不需要考虑,所以可将传播空间分段计算,在分段点处需要增加一个吸收边界,并将传播到该点的HPM保存下来,作为后继计算空间的源加入到其后一空间步,完成数据传递。通过这样循环处理可以达到节约计算时间和存储内存的目的,从而达到加速计算的目的。

软件可靠性测试加速方法分析

阐述了软件可靠性测试及其加速方法,并对现有的加速方法进行深入分析和总结,将现有方法分为基于改变剖面概率的方法、基于灰盒分析的方法和基于多种测试信息的方法3类并进行比较。在此基础上,分别从提高输入强度、化简软件结构和输入以及提高置信水平3个方面进行了可靠性测试加速方法机理分析,得出基于改变剖面概率的方法只能起到部分加速作用,而其它两类方法可以起到整体加速作用,最后讨论了软件可靠性测试加速方法未来有前景的研究方向。

多群辐射输运计算的输运综合加速方法

研究多群辐射输运计算的源迭代输运综合加速方法,通过优化灰体输运综合加速,构造了双层嵌套的输运综合加速方法.数值算例表明新方法较灰体输运综合加速进一步提高计算效率,且适用于吸收系数强间断的高维复杂几何问题.

基于相对疲劳损伤谱的整车疲劳耐久试验加速方法研究

提出一种基于相对疲劳损伤谱的疲劳耐久试验加速方法。以某轿车为研究对象,在试验场采集轴头加速度信号和减振器位移信号,以结构耐久性试验程序的相对疲劳损伤谱为目标,通过优化算法对试验程序进行优化,在保证相对疲劳损伤谱一致前提下,最大限度地缩短试验周期。

高速列车动模型试验装置的新型加速方法研究

提出了一种高速列车动模型试验装置的新型加速方法,以期获得均匀的动模型车加速度,避免其他加速方法存在的问题;介绍了该加速方法独特的组成结构和试验原理,并进行了相应的动力学分析、数值模拟和试验验证.分析表明:该新型加速方法结构简单、可控性强、动模型车试验段出口速度高、能有效保护车载测试设备,获得了预期的加速效果,可适用于高速列车动模型试验装置模拟列车进出隧道、列车交会、列车与周围环境之间相对运动等一系列的空气动力学试验.

一个代数方程迭代解法的加速方法

研究一个代数方程迭代解法的加速方法 ,导出一个同时求解代数方程的全部根的迭代式 ,证明了它的收敛性 ,获得了更高的收敛速度。数值例子表明新的迭代法收敛得更快。

新产品开发加速方法研究述评

中国企业在目前全球一体化的竞争环境里必须进行不断的创新,才能获得更好的生存与发展空间,才能从中国制造转变为中国创造。遗憾的是目前国内对新产品开发加速方法的研究还很欠缺。对国外加速新产品开发方法的研究文献进行了回顾和总结,在阐述加速新产品开发意义的基础上,从组织、技术和流程等方面详细分析了加速新产品开发的方法,并提出将来的发展方向。

一种面向深度信念网络的故障诊断加速方法

针对深度信念网络(Deep Belief Network,DBN)故障诊断模型训练时间过长、效率低下等问题,提出一种面向深度信念网络的故障诊断加速方法,该方法通过构造一种指数损失函数来放大损失代价,通过梯度放大达到分类模型训练加速目的,同时提出基于指数损失函数的一种面向深度信念网络的故障诊断模型构建加速算法.故障诊断模型对比实验表明所提出的方法具有较好的加速效果,并具有更好的准确率,验证了方法的有效性.

基于CAD邻居列表和包围盒的蒙特卡罗粒子输运几何跟踪加速方法研究

几何跟踪主要进行蒙特卡罗粒子输运计算中粒子位置和径迹长度的计算，它是蒙特卡罗粒子输运计算的关键技术之一。由于聚变堆几何结构极其复杂，使得几何跟踪在整个蒙特卡罗粒子输运计算中占据30％~80％的计算时间，因此几何跟踪方法的效率是决定聚变堆蒙特卡罗粒子输运计算效率的重要因素之一。本文提出了基于CAD的邻居列表和包围盒加速方法，并基于 FDS 团队自主研发的超级蒙特卡罗核计算仿真软件系统 SuperMC进行实现。利用聚变堆 FDS-Ⅱ和 ITER模型对本文方法进行了数值验证，测试结果表明本文方法不影响计算结果，并能使程序计算效率提高50％~60％，证明了本文方法的正确性和有效性。

Chebyshev加速方法的收敛性分析

讨论用于线性代数方程组的迭代解法的Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ加速方法的收敛性．分别就基本迭代矩阵具有实特征值和复特征值两种情形进行分析，得到一种较深刻的结论。

小波分析快速算法的加速方法

本文首先给出了小波滤波器分解方法 ,导出了类似于快速傅立叶变换的小波快速变换算法。它比著名的 Mallat算法更简单、方便 ,计算速度更快 。

关于Aitken加速方法的一个注记

证明了当序列Xk =Xk-(Xk+ 1 -Xk) 2Xk + 2 -2Xk + 1 +Xk,(k =0 .1.… )满足一定条件时 ,必定比序列 {Xk}更快地收敛于极限点X 。

基于Geant4的质子输运计算的加速方法研究

质子在医学、材料科学、辐射成像等领域有着广阔的应用前景,质子输运过程的数值模拟是质子应用理论分析的重要手段。本研究基于Geant4软件编写了蒙卡模拟程序,研究了程序的加速方法。结果表明,次级粒子截断和并行计算可以有效加快程序的运行速度。程序易于扩展,为质子应用的快速模拟奠定了基础。

一类最优的多项式加速方法

讨论一类求解线性代数方程组的多项式加速方法（半迭代法），其中加速多项式在平方平均意义下达极小。在权函救为Ｊａｃｏｂｉ权和基本迭代可对称化的情况下，证明了方法是收敛的。

关于Aitkem加速方法的一个注记

证明了当序列 xk=xk- (xk+1- xk) 2xk+2 - 2 xk+1+xk,(k=0 ,1 ,… )满足一定条件时 ,必定比序列 {xk}更快的收敛于极限点 x* 。