基于快排Partition算法的MMC电容电压均衡方法

子模块电容电压均衡是保证模块化多电平换流器(MMC)正常运行的重要部分。对于含有大量子模块的MMC型柔性直流输电(MMC-HVDC)系统,减小排序复杂度、降低器件的开关频率是工程设计的重要目标。为此,提出了一种基于快排的MMC电容电压均衡方法。基于分治思想,引入快速排序partition算法进行半快速排序,大幅度降低了排序次数,同时引入保持因子尽量保持子模块的投入状态,进而降低开关频率。最后在MATLAB/Simulink中搭建两端31电平的MMCHVDC模型进行仿真,仿真结果验证了将快排partition算法与保持因子法结合应用于子模块均压的有效性和正确性。

网络拓扑图多级分割塌缩阶段算法改进

针对网络拓扑图上的宏观异常预警可视化显示需要,分析了当前图的多级划分算法.算法分为图塌缩、初始划分和多级优化三个阶段.在多级分割算法的图塌缩阶段,提出改进算法———KV算法和VC算法.实验验证改进后算法在运行时间、恢复时间和分割边数上均优于传统算法.改进塌缩KV算法在分割边数上平均提高了4.6%,在运行时间上提高了12%,而VC算法降低了KV算法的时间复杂度.

多级划分算法的后处理与评价方法

多级划分算法需要进行多次实验以得到最优值.本文根据网表顶点在多次实验中的倾向性将其分为:活跃点、固定点和亚固定点,并提出只对活跃点重新划分的后处理方法.另外,通过将固定点和亚固定点分配到相应簇中,得到一种算法评价方法.实验表明,本文的后处理方法可有效减小hMetis算法的最小割,而评价方法能够客观评价hMetis算法在不同聚类策略下的划分结果.

赋权超图划分问题的多水平迁移优化算法研究

伴随着赋权超图划分问题的规模不断地增长,对赋权超图划分的处理效率和能力、准确性有了更高程度的要求.本文采用形式化符号描述了赋权超图优化划分问题,阐明了基于多水平思想求解该问题的粗化、初始划分和迁移优化三个阶段;提出了基于离散粒子群和多水平思想的迁移优化算法,在|V|维空间中每个粒子所处的位置对应于超图划分方案;伴随着投影优化阶段的细化,每个粒子对应的划分方案映射到下一水平层的粗化超图;随着划分问题解空间的维度|V|增加,粒子的自由度增大;将结点迁移的收益值作为粒子的启发式搜索信息,利用粒子之间聚集协同表现出的智能行为有效地搜索解空间;给出了赋权超图的改进压缩存储格式,提出了割切值和收益值的快速计算方法,有效降低了划分算法的时空复杂度.基于ISPD98测试基准的对比实验数据表明:与基于迁移方法的赋权图、赋权超图优化划分算法相比,本文算法有效地增强了迁移优化算法逃离局部最优的能力.

面向机械多级设计的超图生长型二分算法

提出了一种新型的在机械多级设计中实现超图二分的生长型分解算法。该算法由生长过程和平衡过程组成。通过提出超图中核心点集和边界点集的划分、种子的选取原则以及顶点的卫星云图等概念和方法,实现了机械多级设计中超图二分生长型算法的生长过程,并以Tabu算法实现了其边界点的平衡过程。对比测试结果表明该算法具有较好的适应性和较高的搜索效率。

非结构网格上二维可压缩Navier-Stokes方程的并行算法

为了提高Navier-Stokes方程的求解效率,在分布式环境下,提出了基于区域分解算法的并行求解算法.首先,通过多级图分区方法划分非结构网格,使得多块区域网格独立保存;其次,内边界构造虚拟单元进行数据传递,最大限度减少通信开销,并加入当地时间步长以及AF-ADI隐式时间离散技术进一步提高计算效率;最后,在集群系统上,计算了NACA0012翼型和RAE2822翼型黏性绕流,8台处理机并行效率保持在42%以上,验证了该方法的可行性和高效性.数值结果表明,算法适合分布式环境下进行粗粒度科学计算.

基于多重图形剖分算法的免疫策略

如何免疫网络中较少数量的节点是当前的热点,目标免疫被认为是当前最好的免疫策略,尤其对于无标度网络。考虑到目标免疫可能把网络分割成较小的单元,而多重图形剖分算法可以把图形分成特定大小的单元,并且单元之间具有很少的边相连。因而,采用多重图形剖分算法来免疫ER网络和BA网络。实验结果表明:该策略是可行的。

图像切割法在缓存服务器中部署策略

为了解决内容分发网络中因缓存服务器部署位置而导致的网络延时等问题,同时改进内容分发网络中缓存服务器的合理化部署策略,论文借鉴网络仿真图像轻点匹配算法的思想,提出了一种CDN图像切割的多层K划分模式,通过理论分析和计算,同时找到了一种适合CDN网络环境的最大化边缘切割的K路KL(Kernighan-Lin)细化算法,它是根据物理部署点抽象出网络节点拓扑图,再通过相应的算法进行粗化和细化阶段的处理,使节点部署达到最佳化,最后通过算法分析证明了在解决CDN缓存服务器部署问题上,多层K划分算法是一种可靠高效的方法。

非结构网格上可压缩Euler方程的并行算法

为了提高双曲守恒律的求解效率,提出了在分布式环境下基于多级图分区方法的并行求解策略。通过多级图分区方法划分非结构网格,使得多块区域网格独立保存。内边界构造虚拟单元进行数据传递,最大限度减少通信开销,并加入当地时间步长以及隐式时间离散技术进一步提高计算效率,最终形成总体耦合流场解。在集群系统上,计算了NACA0012翼型和DLR-F6翼身组合体无黏跨音速流动,10台处理机并行效率保持在70%以上,随着计算网格量的增加,并行效率和加速比进一步提高,验证了该方法的可行性和高效性。数值结果表明,该算法适合MIMD分布式环境下进行粗粒度科学计算。

赋权超图划分算法的电路划分实验比较研究

给出了赋权超图优化划分问题的形式化描述,并结合电路划分的具体应用,采用赋权超图来构造ISPD98电路测试基准的数学模型。阐述了基于迁移方法和多水平方法的赋权超图优化划分算法,并重点讨论了粗化阶段的不同结点匹配策略、迁移优化阶段的不同结点迁移优化策略。基于ISPD98测试基准给出的18组电路,进行了迁移方法和多水平方法的对比实验,以及五种结点匹配和三种结点迁移优化不同组合策略的对比实验,实验数据对比充分验证了多水平方法的可行性和效率。

混合网格并行计算的分区方法

工程应用所需求的混合网格至少应有数百万网格点,甚至上千万网格点。在进行并行计算前常需要对混合网格进行分区。文中描述采用软件包Metis对混合网格进行分区的步骤,采用软件包Metis提供的多级k路图分区法对有4095096个网格点的DLR-F6翼型的混合网格进行分区,分区结果表明多级k路图分区法是一种对混合网格分区的有效算法。

HVDC系统中MMC换流器控制策略研究

针对模块化多电平换流器动态跟踪性能和均压控制方面的研究与优化,首先建立了MMC的数学模型,通过引入内模控制与比例积分控制完成了其双闭环控制器的设计,然后基于最近电平逼近控制用快排Partition算法优化了电容电压均衡控制方法。最后在Matlab/Simulink中搭建两端MMC-HVDC模型进行仿真,结果表明所提出的控制策略具有良好的动态性能和鲁棒性,并且能够在均压的同时提高排序效率。

大规模混合网格的分区策略研究

在飞行器阻力数值模拟中常常需要数百万网格点的巨型混合网格,甚至需要网格点数达到数千万的超巨型混合网格。在并行计算前往往需要对这些大规模混合网格进行分区操作。针对M etis库函数所需要输入的大规模边表的生成问题,提出了一种生成边表的并行算法,并运用此算法,在微机机群上对具有4,787,893个网格点的DLR-F6翼型(翼身组合体+挂架+发动机短舱)的巨型混合网格成功地生成21,556,110条边的大规模边表,进而采用M etis提供的多级循环二分法顺利地对该巨型混合网格实现均匀分区,从而验证了该并行算法的有效性。

一种消除三维地质模型边界裂缝的锁边LOD方法

本文针对采用传统LOD生成算法快速渲染大范围三维地质模型时连续性差的问题,提出一种消除三维地质模型边界裂缝的锁边LOD方法。(1)使用多级图划分算法并通过并行计算将网格分块问题快速转化为图分区问题,根据空间相邻关系将三角网格划分为一系列大小相近的集群和集群组;(2)基于二次误差测量的网格简化算法锁定集群组边界进行简化以生成更高层级的LOD数据,在简化时通过增加边界边权值实现集群组的锁边简化,自下而上地构建起不同级别集群和集群组的依赖关系;(3)有效生成模型各级LOD渐进数据块,并采用分页机制编码数据块。本文使用基于钻孔数据所构建的三维地质模型,对模型执行集群和集群组的划分、约束外边界的网格简化等操作来构建LOD,并对LOD数据进行编码。实验结果表明本文方法可生成各级简化率约为50%的LOD以消除三维地质模型高低精度数据块之间的裂缝,实现了三维地质模型可视化时较好的连续性表达,为地下空间透明化和大范围地质模型可视化提供支撑。