二维区域剖分的前处理—剖分区域的分解

介绍了一种将任意二维区域进行分解的方法，它首先对边界数据进行检查与重组，形成多义折线组，然后将多义折线组形成有向的环形边界，最后将环形边界分解并转化成分解后的区域的边界。该方法对区域的输入数据要求简单，适应性强，可用作有限元分析或其他二维区域剖分的前处理部分。

基于Akhras-Dhatt算法的区域剖分法

研究确定了网格单元邻接矩阵带宽与并行计算效率间的关系,得到了可以通过减小单元邻接矩阵的带宽,以减小外部通信量,从而达到提高并行计算效率的目的。为了提高并行计算效率,基于Akhras-Dhatt(AD)算法思想,通过引进类似节点商的单元商对单元编号进行优化,使得矩阵带宽减小,从而设计了一种减小单元邻接矩阵带宽的AD算法。进一步基于减小矩阵带宽的AD算法,提出一种区域剖分算法。利用此区域剖分算法,对全球海域无结构网格中的部分区域进行区域剖分研究,结果表明该算法能得到很好的加速比与并行效率,计算耗时相对较短,证实利用该方法对大规模网格区域进行分裂具有可行性与有效性。

局部抽象凸区域剖分差分进化算法

在差分进化算法框架下,结合抽象凸理论,提出一种局部抽象凸区域剖分差分进化算法(Local partition based differential evolution,LPDE).首先,通过对新个体的邻近个体构建分段线性下界支撑面,实现搜索区域的动态剖分;然后,利用区域剖分特性逐步缩小搜索空间,同时根据下界估计信息指导种群更新,并筛选出较差个体;其次,借助下界支撑面的广义下降方向作局部增强,并根据进化信息对搜索区域进行二次剖分;最后,根据个体的局部邻域下降方向对部分较差个体作增强处理.数值实验结果表明了所提算法的有效性.

基于区域剖分算法的土壤碳通量空间采样策略

由于土壤碳通量在空间分布上具有很强的异质性,传统的采样方法难以对区域土壤碳通量进行精确估算,因此确定适当的采样策略对区域土壤碳通量的估算具有重要意义.本文提出一种逐点递增式采样的区域剖分部署策略(RDPG):设定初始采样点,使用改进的凸包插值算法构造Delaunay三角网,根据邻近已知采样点插值计算三角形各边垂直平分线的交点的离散度,选择离散度最大的点作为新增采样点.采用该方法对变异系数为0.42~0.59的仿真试验区域进行多次试验,结果表明:在相同试验条件下,RDPG布局策略能够获得比随机采样和均匀采样策略更高的区域土壤碳通量估算准确度.RDPG方法考虑了区域土壤碳通量的空间异质性,提高了区域土壤碳通量拟合精度.

基于区域化剖分技术的特高压直流换流站阀厅电场求解方法

由于换流站阀厅在直流输电系统中的重要地位,其安全运行至关重要。因此其内部金具场强必须控制在一定范围内,防止电晕对设备运行的干扰。阀厅内部金具的表面电场计算对于阀厅金具的设计有着重要的指导意义。针对阀厅内部结构复杂造成的剖分困难,笔者结合某±800 kV换流站阀厅整体模型的表面电场计算,提出了区域化的剖分方法。该方法基于模块化与独立化的思想,便于分工操作,可操作性强,效率高。该方法下整体模型与子模型计算结果的对比表明,基于区域化剖分技术的整体模型计算结果具有较高的精度。该方法为特高压直流换流站阀厅以及其他复杂模型的有限元电场求解提供了一定的借鉴,具有重要的指导意义。

基于区域性等段数剖分方法的轮胎断面有限单元网格的自动生成

在已形成轮胎断面结构图的基础上 ,用有限单元法并依据轮胎断面结构特点 ,采用区域性等段数剖分方法实现了轮胎断面有限单元网格的自动生成 ,获得了单元信息。并对区域性等段数剖分方法及有限单元网格的生成过程及网格剖分结果进行了分析。

对一类三角剖分问题的探究

1问题提出在数学研究中常需要把一个平面凸多边形区域剖分成若干个三角形区域.例如,图1所示的?ABCD可以按图2或图3的方式由一条对角线剖分成两个小三角形区域.如果在多边形内引入额外的点还可以得到更细致的剖分.如图4所示,在图1的基础上引入对角线AC上的一点E之后可按图5或图6的方式对?ABCD进行三角剖分.

基于边权约束法实现接触问题多约束图剖分

为提高接触问题并行计算的效率,分析内力计算和接触计算过程的并行性,提出基于边权约束法构造接触多约束图的方法,对比和分析多约束图剖分算法和双重区域剖分算法的负载平衡和通信性能.数值实验表明,在典型二维模型中多约束图剖分算法的负载平衡性能略低于双重区域剖分算法,但仍可将负载不平衡度控制在较好的范围内,简化并行计算的通信过程,减少总通信量并降低动态通信量比例.

开放区域上的电磁场问题的非截断算法——无限大元素法及数值结果

为了避免出现截断边界及截断边界条件,提出了开放区域上的有限单元和无限大单元相结合的区域剖分方法,并给出了无限大单元上基函数的构造。数值结果表明,该方法具有很好的计算效率和计算精度。

复杂型腔的行切加工

介绍一种复杂型腔的行切加工方法，该方法将型腔加工区域分解为沿行切面法线单调的区域集合，通过加工各单调区域而实现对复杂型腔的加工。提出一种基于图论的复杂区域单调剖分算法。算法在型胶加工区域边界凹极值．或处对加工区域进行剖分，将剖分过程对应于一个有向图的生成过程，通过求解围的基本回路而获得单调剖分区域。同时研究了型腔行切加工的另一重要问题——行切方向的选择。基于剖分区域数与边界凹极值声、数成线性关系这一结论，通过计算各凹陷轮廓推荐的行切角度区间而求得近似最优的行切方向。最后给出一个加工实例。

中子测井问题的有限元模拟

在测井条件下,系统研究了输运方程的Galerkin变分问题的有限元求解过程。提出了对二维、三维测井区域都适用的有限元剖分方法,在中子测井问题的有限元模拟程序中实现了稳态与非稳态问题的统一处理。计算实例验证了该方法的有效性。

Laplace方程的有限元解法及应用

阐述了工程上应用广泛的Laplace方程的有限元解法的步骤及算法的Qbasic语言程序 。

基于区域分割的防火墙部署与配置

防火墙技术作为内部网络与外部网络之间的第一道安全屏障,是受到人们重视的网络安全技术之一。本文为提高网络安全的健壮性,从实施网络安全策略的角度,提出了一种以区域分割的三角方式部署防火墙系统的方案,说明了基于Cisco FIX 525防火墙配置方法,以及访问控制列表与防火墙包过滤规则的联合应用方法。实用检验说明,这种方案能够较好地实现网络安全访问控制,有效地提高网络安全性。

三维变分资料同化系统并行算法设计与实现

三维变分资料同化作为现在主流数值天气预报的同化方法,能够明显改善预报数据的质量.随着科学研究的逐渐深入以及科学探测仪器和计算机技术的不断发展,受计算量和内存需求量的限制,传统串行三维变分资料同化系统已无法满足高分辨率、高精确度数值预报的要求.所以,三维变分资料同化系统的并行设计与实现显得尤其重要.本文设计了混合二维区域剖分并行化方法及其通信算法库,并将其应用于国家气象局三维变分同化系统3DVAR.数值试验表明,系统128核的并行效率相对于2核高达72%,具有良好的加速效果;同时,内存需求也随处理器个数的增加而成倍减少,满足了高分辨率预报的要求.

并行准高斯高阶递归滤波算法研究

三维变分同化系统中一个重要的问题是背景误差协方差矩阵B及其逆的求解.背景误差协方差矩阵的水平变换部分采用递归滤波运算,可以简化矩阵的求解,解决了背景误差协方差矩阵B及其逆难以求解的问题.本文对准高斯高阶递归滤波的算法原理和过程进行了深入研究.因为递归滤波并行的低可扩展性制约了高阶递归滤波算法在三维变分同化系统中的应用,所以本文提出了阶段二维区域剖分并行化方法,实现了并行准高斯高阶递归滤波算法库.数值试验表明,四阶递归滤波1次的效果明显优于一阶4次的滤波效果;并且高阶递归滤波并行算法64核时能达到大约50倍的加速,并行效率高达78%,具有良好的加速效果和较强的可扩展性.

一种视觉导航影像特征点整体匹配算法

视觉导航领域已有的影像特征点匹配算法主要基于描述子的相似性度量,由于需要大量特征点且缺少对影像整体特征的考虑,影像匹配的实时性和可靠性受到影响。为此,提出一种基于聚类分析的影像特征点整体匹配算法。该算法对特征点集进行基于距离的聚类分析筛选出具有代表性且重复率较高的特征点,参考特征点分布情况将目标影像和待匹配影像剖分为4个区域,从每个区域随机选取两个特征点计算基本矩阵,基于核线约束和位置约束进行特征点的整体匹配并依据特征点间的几何相似性对匹配结果进行检核。选取慕尼黑工业大学彩色-深度数据集、无人机、移动机器人拍摄的影像进行影像匹配试验,结果表明,提出算法匹配正确率高达到97.1%,平均匹配时间小于25 ms,可以满足实时匹配的要求。