基于NKS算法的室内通风流场直接数值模拟研究

为精确模拟室内通风流场,研究了一种基于Newton-Krylov-Schwarz(NKS)并行算法的室内通风流场直接数值模拟方法,该方法首先通过有限元算法对流体控制方程在空间上进行离散,再使用全隐格式在时间上进行离散,最后使用NKS算法求解离散所得代数系统进行室内通风流场数值模拟。在天河二号超级计算机上进行数值模拟实验,并与CFX系统模拟结果进行对比。实验证明,采用的方法数值模拟结果更准确。此外,并行效率测试结果显示,当使用2048个处理器求解网格单元超两千万的大规模问题时,仍然具有超过75%的并行效率,说明NKS算法具有高可扩展性,适合大规模问题的模拟。

NSST域内压缩感知与PCNN的医学图像融合

为解决现有医学图像融合算法存在的图像失真和实时性差等问题,提出一种在非下采样剪切波变换(NSST)域内将压缩感知(CS)和脉冲耦合神经网络(PCNN)相结合的融合算法。该算法利用NSST将MRI图像和CT图像分解成高频系数和低频系数。采用CS与PCNN相结合的算法融合高频系数,将源图像压缩采样得到观测值,作为PCNN神经元的反馈输入;使用区域特征加权融合低频系数;最后通过逆NSST变换获得融合图像。实验证明,该算法有效保留了源图像的细节信息,融合图像的分辨率和亮度也有所提升,并在空间频率、标准差和边缘评价因子等客观评价指标上取得良好的效果,减少了运行时间。

面向桥梁抗震仿真的高性能并行数值方法

为全面了解桥梁在地震环境中的动态结构响应问题,提出了一套高性能数值模拟方法.该方法以弹性模型为基础,在非结构化四面体网格上应用有限元技术,在时间上采用向后差分方法,构造一个全隐式的离散格式.为精确高效求解离散得到的大规模线性系统,采用Krylov子空间方法,同时通过重叠区域分解的思想来构造预条件算子以加快算法收敛速度.在数值实验部分,利用其对一个典型的钢管混凝土拱桥结构进行了数值仿真模拟,得到了该桥梁在地震作用下不同时刻各部分的位移、速度以及应变,发现桥梁在地震作用下最容易发生形变的是桥拱,最后还验证了该方法的并行可扩展性.