岩石力学离散单元计算方法中的若干问题探讨

对节理岩体中以离散的块体单元为计算模型的离散单元计算方法中的一些常遇到的问题和难点,进行了较深入的讨论,主要涉及到离散单元计算方法的各种算法及特点、块体的变形问题和块体之间的叠合、方程求解问题特别是单个块体求解与整体方程求解的内在关系、接触检索问题包括三维块体的接触检索等方面,指出了一些问题上的不足,提出了建议,并得到了一些有益的结论。

SiPESC.FEMS的单元计算模块设计模式

基于开放式结构有限元软件系统SiPESC. FEMS,针对面向对象有限元研发过程中不同类型单元的计算特点和要求,采用工厂模式和构造器模式等软件设计模式,提出有限元单元计算的统一构建设计模式.该设计模式具备良好的可扩展性和可重用性.给出单元计算模块中各对象的统一接口及单元插件的定义方法.通过不同单元类型的计算实例展示该模块在面向对象有限元研发中的实用性和灵活性.

基于信息技术的油气开发储量计算单元劈分方法研究与实现

在西南油气田公司开发储量管理系统应用取得成功的背景下,为了进一步丰富系统功能,满足油气田企业储量信息化管理需要,挖掘现有数据资源价值,本文对油气开发储量计算单元劈分方法进行了研究,以储量与矿业权、油气井等多要素关联为基础,明确储量计算单元对应矿业权、行政区以及各气矿范围内储量规模,实现了储量随矿业权更新、延续变更等范围条件变化而变化的动态管理,使油气田决策者能够实时掌握各矿业权、行政区、油气矿内储量家底,从而更好地支撑油气田企业的勘探开发业务规划和部署。

面向SPICE仿真的专用浮点计算单元研究

稀疏矩阵求解是SPICE仿真的重要部分,目前求解所使用的算子通常为通用浮点计算单元,运算速度受限。本文通过改进通用浮点算子中加/减和乘单元,使其在SPICE仿真专用背景下能实现更快的求解速度。对传统加减单元使用舍入并行延时优化算法和双路径设计方案,利用香农扩展、非精确前导零补偿等手段优化了电路的关键路径延时。对传统乘单元通过改变传统压缩拓扑层结构、优化注入值算法中舍入进位等逻辑改善了相关延时。最终,在TSMC 28 nm工艺下对双精度浮点求解速度分别为0.46 ns和0.79 ns,对比Synopsys公司的DW库单元延时分别减小33.4%和7.1%,面积分别减小4.62%和1.6%。实验结果表明,改进后浮点单元能有效降低矩阵单次求解步骤的时间,在一定程度上加速瞬态仿真整体速度。

中国联通发布路侧多接入边缘计算单元(RS-MEC)创新成果

2023年11月21日,在“2023中国5G+工业互联网大会”召开期间,中国联通智网创新中心重磅发布车联网路侧多接入边缘计算单元(RS-MEC)创新成果。中国联通智网创新中心依托联通集团核心技术攻关,基于5G车联网的端边云分布式协同系统架构,联合联想集团共同研发路侧多接入边缘计算单元(RS-MEC),以满足5G车联网路侧设备接入、数据预处理及AI计算的需求。

基于计算流体力学-离散单元法的U形管冲蚀磨损数值模拟研究

采用计算流体力学-离散单元法(CFD-DEM)和切向撞击能模型(SIEM)来研究气固两相流中高速煤粉颗粒冲击导致的U形弯管冲蚀磨损问题。分析了颗粒粒径、气体流速、固体颗粒形状对其冲蚀磨损特性的影响,并验证粗粒化模型应用于此磨损过程的准确性。结果表明,U形弯头的冲蚀磨损位置主要有3处;磨损率随粒径的增大呈现整体减小的趋势;U形管拱背磨损率随气速的增加而增大,且前2处磨损率峰值位置随气速的增加向入口方向偏移;长椭球对U形管造成的磨损最严重,扁椭球次之,球形最轻;粗粒化CFD-DEM能够基本准确预测U形管冲蚀磨损,且显著降低计算时间。

土层厚度分布不均时基坑剖面的近似等效计算

以广州市某地埋式污水处理厂锚拉式基坑支护设计为例,巧妙利用理正深基坑支护设计软件坑内加固土功能,通过人为调整基坑底部被动区土层宽度、厚度、内摩擦角、黏聚力等参数,在锚拉式支挡结构支护单元剖面计算中近似等效体现预应力锚索长度范围内各勘察孔揭示的土层厚度分布不均的影响,尽量减少常规设计中采用最不利勘察孔揭示的土层厚度进行建模计算导致的围护结构嵌固深度等工程量失真,可供类似基坑工程支护设计参考借鉴。

矿用车载计算显示控制单元的设计与应用

在露天矿山领域,辅助作业有人驾驶车辆匹配智能驾驶的矿用卡车协同作业的需求成为新的行业热点。辅助作业有人驾驶车辆存在多种车型,而且协同作业的场景也复杂多样,协同作业的难度很大。文章对协同作业管理系统中的核心部件进行研究,提出了一种集成车载计算控制功能和人机交互处理功能的车载计算显示控制单元设计方法。其采用模块化设计方法对车载计算显示控制单元的系统构架、系统软硬件结构及应用软件架构进行了设计,并根据协同作业应用特点,采用人机交互设计方法,提出3种典型的应用软件界面自动适配方案。该方法采用了以同一套软硬件覆盖所有协同辅助作业车型的方案,可降低前期开发和后期维护的成本,具有良好的工程应用前景。依据本方法设计的车载计算显示控制单元在某露天煤矿进行了应用,实现了多种车型的装车,应用过程中,所有协同车辆整体辅助无人矿卡全流程作业,配合运行流畅、设备运行稳定。

全国水文计算单元空间数据库的建立与应用

基于水文观测的径流和输沙量数据是区域水土流失定量评价的基础数据。宏观性的研究需要把点状的水文数据转换为所代表面内的信息。利用已经公开刊印的全国水文数据,通过划分水文计算单元,水文表格数据与计算单元图的链接,流域汇流关系确定和径流泥沙的平衡计算,得到各评价单元的径流量和输沙量数据,建立了全国单元空间水文数据库,为以后的空间分析提供了数据基础。最后以1955年水文计算为例,对全国单元水文空间水文计算数据库应用进行了初步分析。

陕西省地形起伏度最佳计算单元研究

[目的]确定陕西省地形起伏度最佳计算单元,分析地形起伏度的空间分布规律,为地貌类型划分提供基础数据。[方法]以陕西省90 m×90 m的航天飞机雷达地形测绘使命（SRTM）数字高程模型（DEM）数据为基础,首先利用邻域统计分析法〔矩形邻域选取2×2,3×3,4×4,…,35×35共34个不同大小的邻域窗口,圆形邻域窗口选取20个（邻域半径R为2～21）〕对陕西省地形起伏度进行提取,然后统计不同矩形窗口和圆形窗口下的各种地形起伏度类型所占面积比例,接着运用均值变点分析法计算最佳计算单元,最后完成陕西省地形起伏度分级图的绘制,并对地形起伏度特征进行分析。[结果]不同地形起伏度类型所占面积比例的变化各有不同。按矩形邻域计算的地形起伏度最佳计算单元为12×12,对应面积为898 704m2,按圆形邻域计算的地形起伏度最佳计算单元为R=8,对应面积为1 254 191.4m2,这说明在使用邻域分析法提取地形起伏度时,采用圆形邻域有别于采用矩形邻域。陕西省地形总体较平缓,主要以小起伏、中起伏为主。[结论]简单实用的均值变点分析法,是确定最佳计算单元的一种较为理想的方法。

各向异性低渗透油藏整体压裂后的压力计算单元

基于广义达西定律建立了各向异性低渗透油藏油水两相渗流方程,模拟研究了储集层各向异性对整体压裂后压力计算单元选取的影响,研究发现常规单元选取方法误差较大。在考虑渗透率各向异性及人工裂缝任意转角等因素的基础上,提出了五点、九点、反九点井网整体压裂后压力计算单元的选取方法,模拟表明,计算单元选取合理,单元内重点分析井计算精度高,为指导复杂的各向异性低渗透油藏整体压裂措施提供了重要的理论依据。

基于模拟计算单元电路(ACU)的传感器非线性校正系统设计

分析了三种传感器信号的非线性校正原理,结合利用ACU和运算放大器对称重传感器进行非线性校正的实例,详细介绍了利用模拟计算单元电路(ACU)产生非线性校正曲线的方法,并证明此方法理论上可以产生适合一般工程中出现的非线性函数。

复合墙体平均传热系数计算单元的研究

利用面积加权法 ,对住宅带山墙单元和中间不带山墙单元 ,进行外保温、内保温、夹心保温三种复合墙体平均传热系数的计算 。

一维水质模型计算河流纳污能力时计算单元的选取方法

随着最严格的水资源管理力度的实施，水功能区河流纳污能力核定成为重要的考核指标。以邯郸市滏阳河流纳污能力计算为例，探讨了采用一维水质数学模型计算河流纳污能力时“计算单元”的选取方法。分别把“计算单元”分成多段对滏阳河COD的纳污能力进行分析计算。结果表明计算单元的选取不同与纳污能力的计算结果影响很大，最大误差近50％；计算单元的选取个数与计算的纳污能力大小成反比；详细介绍了科学选取计算单元的实践经验和建议。

考虑山区-平原区的分布式水文模型计算单元划分方法研究

针对流域内山区-平原区复杂地貌分布式水文模型的建模需要,提出一种混合子流域和网格的计算单元划分方法。该方法在地形变化幅度较大的山区采用子流域单元进行划分,在地形变化幅度较小的平原区采用网格单元进行划分,网格单元大小需根据水文模型精度和计算量自行设定;并根据栅格流向确定混合单元之间上下游拓扑关系以及进行计算单元编码。选取渭河流域进行应用研究,将全流域共划分计算单元2007个,每个计算单元平均面积67.1km^(2),其中山区子流域单元1289个,平均面积为90.5 km^(2);平原网格单元718个,单元面积为25 km^(2)。结果表明:该方法可针对大尺度流域中平原-山区复杂地貌有效划分计算单元,并且能准确描述计算单元间的上下游拓扑关系,可为大尺度流域构建分布式水文模型进行空间离散化提供技术支撑。

基于分层路径计算单元与双矩阵博弈的多域光网络静态组播专用保护算法

在预先配置组播业务的多域光网络中,如何保证静态组播业务的生存性已成为广泛关注的问题。针对此问题,通过采用基于分层路径计算单元(PCE)架构的全局拓扑信息调度计算模型,利用双矩阵博弈来生成链路不相交的组播树和组播保护树,最后提出了一种基于分层PCE与双矩阵博弈的多域光网络静态组播专用保护算法,并给出了算法的具体示例。理论分析和实验结果表明,在一定的冗余资源配置下,该算法具有较低的时间复杂度,在优化组播工作树和组播保护树的资源分配结构的同时,可明显提高多域光网络静态组播业务的生存能力。

基于分布式路径计算单元的多域光网络组密钥管理方案

针对分布式路径计算单元(PCE)架构下多域光网络的通信特点和密钥管理需求,提出一种该架构下的组密钥管理方案。首先使用超图理论对分布式PCE架构下的多域光网络密钥关系进行建模得到两层式密钥超图;然后在自治域层采用基于自认证公钥密码体制和成员过滤技术的密钥管理方法,在PCE层采用基于椭圆曲线密码体制的组密钥协商方法;最后完成密钥的产生、分发、更新和动态管理,较好地解决了成员的私钥保密性问题和第三方节点的冒充问题,减少了密钥更新时的计算开销。性能分析显示,该方案具有前向安全性、后向安全性、密钥保密性和抗合谋攻击等特点,与典型的分散式方案相比,在密钥存储量、加解密次数和通信开销等方面取得了较优的性能。

计算单元边长对分布式流域水文模型模拟结果的影响

具有物理基础的分布式流域水文模型通常采用DEM栅格作为计算单元,对地形信息具有均化作用,使得提取的坡度为非真值,且不同尺度栅格对应的该非真值差别明显,导致基于不同计算单元边长分布式流域水文模型的模拟结果具有显著差异。为了解决不同分辨率DEM模型对于模拟结果的影响,提出了一种栅格尺度与提取的流域坡度之间关系的归一化表示方法及对应的坡度矫正方法,该矫正方法中引入了可用于模型流速计算公式的坡度矫正系数。研究结果表明,计算单元边长对模拟结果的影响规律与对提取的流域坡度的影响规律完全一致,且提出的方法可以有效消除栅格均化作用对分布式流域水文模型模拟结果的影响。

一种支持多种工作模式的可重构计算单元的设计

针对高密度计算领域的数据特点,为目标多核计算系统设计了一种可重构计算单元,其通过内部运算部件的运算路径重构,可以实现多种乘加运算功能,并对高密度计算领域中常见的矩阵乘法、快速傅里叶变换等算法进行了针对性的加速设计,并能够支持多种工作模式.该设计已经在Xilinx Virtex-7XC7V2000TFLG1925-1FPGA芯片上进行了原型验证,测试结果表明,对高密度计算领域的典型数据粒度,该可重构计算单元的计算效率满足设计要求.

二维5/3小波变换在并行计算单元中的设计实现

本文提出了一种针对整数二维5/3小波提升算法的并行计算设计方案,其整体结构具有行变换与列变换之间并行计算、数据分组输入、不同行变换(列变换)之间并行计算的特点.文中重点介绍了该小波提升算法的取整处理模式、算法改进和硬件设计实现等方面.本文结构平均每周期输出2个变换结果,完成对N×N大小图像的处理需花费大约N2/2个时钟周期,同时在FPGA中实现最高同步时钟频率394.