云环境下的大规模线性有限元并行实现

针对Hadoop MapReduce框架实现迭代算法效率不高的问题,提出了基于Spark RDDs(Resilient Distributed Datasets)的大规模线性有限元并行算法,探索在云平台上有效地实现迭代算法。在Hadoop+Spark实验室集群上,通过空间桁架进行算例验证,并与基于Hadoop MapReduce的线性有限元并行算法进行性能比较。结果表明,在本文搭建的集群上,基于RDDs的并行算法能求解15000000个自由度的空间桁架问题,远大于Hadoop平台上的3000000个自由度;对于小模型,Spark可获得200倍以上的加速比,对于大模型,获得7~8倍加速比。

基于Hadoop MapReduce的大规模线性有限元法并行实现

面对越来越复杂的工程问题,单机上的有限元计算不能达到完全解决问题的程度,可以考虑利用新兴云计算技术来解决。设计合适的杆单元数据结构,提出基于MapReduce框架的线性有限单元法并行算法,包括总体刚度阵组装和CG法求解线性方程组。在6节点Hadoop实验集群上,通过大规模空间桁架结构进行数值验证。结果表明采用该算法求解大规模空间桁架结构简洁、易用;在总刚组装阶段,网格模型越大,计算节点越多,计算性能越好;但求解方程组阶段,计算性能不理想,有待改善。

基于Hadoop MapReduce的大规模雷电电磁传播数值仿真

面对大规模雷电电磁问题,单机计算不能达到完全解决问题的程度,可以考虑利用新兴云计算技术来解决。提出基于Hadoop MapReduce框架的域分解时域有限差分并行算法,在6节点的Hadoop实验室集群上,对上海浦东某地区发生的大规模雷电电磁传播过程进行数值仿真,并测试不同计算子域所获得的加速比。计算结果显示,所提出的并行算法能有效地求解大规模雷电电磁传播问题,且计算模型越大、计算节点越多,加速比也大,在设定的计算环境下,最大加速比为2.4,受硬盘空间限制,最大计算规模为1 368万节点。

强夯法对周边环境影响的数值模拟

强夯法的夯击能量大,对周边环境产生不利影响,为研究强夯法振动特征及周边环境的振动响应,本文建立高质量三维网格模型,选择合适的土层本构模型、夯击参数、载荷曲线,通过适用大变形的有限差分软件FLAC3D对场地强夯过程进行非线性数值仿真,并与实测数据进行比对,证明了FLAC3D数值模拟强夯法对周边环境影响的适用性和准确性。在今后的强夯施工中,可采用FLAC3D数值仿真对安全距离的设定提供分析和决策。

基于BIM的建筑工程地基基础信息系统的研究与开发

为实现地基基础信息整合、信息共享,基于我国工程实践的BIM理念,研制基于BIM的建筑工程地基基础信息系统。本文阐述该系统的设计思路、数据接口和主要功能。应用该系统,能实现合同、项目、人员、数据、报告、防伪、结果可视化等全方位的工程管理,能与BIM系列软件进行数据交换、数据共享,能提升地基基础工程质量的数字化监管,推动BIM在建筑工程的应用发展,具有重要的工程实践意义。

基于大数据的基桩高应变法检测合格率贝叶斯可靠度分析

根据贝叶斯理论,本文提出基桩检测合格率概率分布模型,推导出其先验分布和后验分布均服从Beta分布,并引入基桩检测合格率可靠度指标作为评估基桩质量的标准。从由4305个工程、128651根桩的检测信息组成的历史检测大数据中,选取150个典型工程作为样本集对深圳某工程的高应变检测合格率进行可靠度分析,得到的可靠度指标大于目标可靠度指标,认为此桩基工程高应变检测合格。可靠度分析的引入,充分利用了历史检测大数据,克服了现有检测方法仅用一次检测数据进行质量评估的缺点,使得桩基工程质量评估更加科学合理,可为今后的工程实际和规范修编提供参考。

基于二分网络表示学习的开源项目推荐方法

随着开源生态的迅猛发展,越来越多的开发者加入到开源社区中,以开放、共享、协同的软件开发模式构建开源项目。许多代码托管平台如GitHub上托管着海量的开源项目,涵盖各类技术领域,开发者可以通过关键字搜索自己感兴趣的主题或项目名称进行浏览探索、加入或者代码重用。然而,开发者往往需要花费大量的时间和精力,才能通过关键词准确地描述自身的兴趣与目标项目的特征,找到符合自身需求的开源项目。针对这一问题,本文提出了一种基于二分网络表示学习的开源项目推荐方法。该方法结合开发者在参与项目贡献时的不同参与方式,构建出基于活跃度模型的开源贡献二分网络,并融合开发者与项目之间的显式关系和隐式关系,学习开发者的兴趣和技术偏好,向开发者进行个性化开源项目推荐。实验结果表明,本文所提的方法在推荐20个候选项目时的正确率超过42.37%,能够有效地为开发者推荐其感兴趣的开源项目。

强夯施工中隔振沟对周边建筑物隔振效果的数值模拟

强夯施工中夯击能量大,对周边建筑物产生不利影响,为研究强夯法振动特征和隔振沟的防治效果,本文建立高质量三维场地网格模型,设计不同尺寸的隔振沟模型,通过适用大变形的有限差分软件FLAC3D对场地强夯过程进行非线性数值仿真,针对隔振明沟的位置、长度、宽度、深度等影响进行定量分析,研究隔振沟的隔振效果。在今后的强夯施工中,可采用FLAC3D数值仿真对振动防治措施的设计提供指导。

高应变试桩桩顶测力法的数值模拟

为解决高应变试桩常规桩身测力法存在的精度、效率和安全问题,本研究引入桩顶测力新技术,建立高应变试桩桩顶测力模型,分析动力试桩过程中桩土作用的特点,选择合适的桩土参数,数值模拟落锤过程中重锤-装置-桩-土的相互作用。结果表明,桩顶测力的信号曲线的一致性好于常规桩身测力,验证了桩顶测力技术在高应变试桩中应用的可行性,为后续装置设计、现场比对试验提供指导。

桩顶装置测力法在大吨位高应变试桩中的应用研究

在大吨位高应变试桩中引入桩顶装置测力法新技术,研制不同尺寸的测力装置,进行整体锤现场试验。通过与常规桩身测力法比对,得到了桩顶装置测力法测试信号高、一致性好、误差在工程应用允许范围内的结论,论证了该方法的有效性、可靠性,有效提高了高应变法现场试验的精度、效率和安全性。