红黑着色的相场两相流并行投影算法

提出一种交错并行的有限体积投影算法求解基于相场法的两相流控制方程组。该算法的实施主要依赖于压力泊松方程的显式推进设计,从而突破投影算法求解不可压Navier-Stokes方程的效率瓶颈。同时,提出了一种交错扫描策略来更新节点上的变量,以实现更紧凑的时空耦合。本算法与相场模型相结合,能够高效、准确地捕获相界面的动态拓扑变化。测试算例结果表明:网格量为131 072,采用8线程CPU并行时,新提出并行算法的效率达到串行标准投影算法的80倍以上。

面向国产异构DCU平台的大规模并行矩量法研究

面向国产异构众核处理器超级计算机发展趋势,实现了基于CPU+DCU国产异构并行系统的大规模并行高阶矩量法。在同构并行矩量法负载均衡策略的基础上,提出了一种“MPI+openMP+DCU”的高效异构并行编程框架,解决了计算任务与计算能力不匹配的问题,实现了矩量法异构并行计算过程的负载均衡。采用细粒度任务划分策略与异步通信技术,对深度计算处理器计算过程进行了流水线优化设计,实现了计算与通信重叠,提升了矩量法异构协同计算的效率。通过与有限元法的仿真结果对比,验证了CPU+DCU异构并行矩量法的准确性。基于国产深度计算处理器异构平台的可扩展性分析结果表明,与单纯CPU计算相比,所实现的CPU+DCU异构协同计算方法能够获得5.5~7.0倍的加速效果,且在国家超级计算西安中心能够实现全系统运行,并行规模从360节点扩展到3 600节点(共1 036 800个处理器核心),并行效率可以达到约73.5%。

三维并行高密度电法在六国化工磷石膏堆场场地勘察中的应用

工程项目实施前,确定工区地下空间分布详情是不可缺少的工作内容。三维高密度电法观测系统的布设难度大,使用常规电法仪进行采集耗时较长,在真实复杂地质条件下,应用难度大。利用并行电法采集技术,可以达到高效采集数据的目的。为准确查明某磷石膏堆场下部及周边可能形成渗漏管道的区域的三维形态,结合实际地质情况,采用并行电法进行数据采集,获取测区内真三维观测系统下的三维电法勘探数据体,然后对数据进行带地形三维反演处理和解释。结果表明:三维并行高密度电法探测场地地下空间分布具有一定的有效性和准确性。本次现场探测共圈定了5个异常区。与钻孔揭露资料吻合,为后期指导防渗帷幕施工提供准确依据.

孔巷联合并行电法超前探测技术研究

巷道掘进是矿井生产的重要环节,也是矿井水害预防的最前沿阵地,有效的做到掘进迎头前方地质异常超前预测预报是实现巷道安全掘进的基础。考虑到巷道超前探测方法在各个方面的条件限制,结合矿井钻探与物探的优势,在钻孔和巷道内布设电极测量迎头前方区域地电场响应特征,同时开展孔巷联合并行电法超前探测的有限元三维数值模拟,采用金属球体模拟迎头前方典型低阻异常体,异常区域视电阻率值低于10Ω·m。该方法应用于五沟煤矿1024工作面风巷的实际探测,结果表明:超前探测区域内视电阻率值整体较高,孔底前方30~34m处存在一处明显低阻异常,其视电阻率值低于10Ω·m,后经实际揭露验证,该处较为湿润破碎。

基于Levenberg Marquardt反演的全区域勘察并行电法分析

网络并行电法已成功应用于地质体勘察,以某地区域地层勘察工程为研究对象,从基于Levenberg Marquardt反演原理及模型构建,计算过程将光滑约束模型及自适应调节阻尼因子实施电阻率数据反演,结合高效的数据采集方法获得了某地区区域深120 m范围内的探测结果,反演数据视电阻率空间分布异常区域为YC1和YC2。研究结论:探测区域揭示存在2个相对低电阻异常区,分别表现为溶洞发育区和富水地层,区域整体呈现西高东低基岩界限明显的特征,与实测钻探显示基本一致,结论可指导后期工程规划设计。

东峰矿8101工作面并行电法探测顶板富水区技术研究

煤矿开采过程中,煤层上覆采空区积水是造成透水事故的重要因素之一,严重影响下部工作面的安全生产。为了实现东峰矿8101工作面的安全生产,通过分析工作面的地质和水文地质条件,采用并行电法探查了8号煤层顶板不同高度的富水性,查明了上覆7号煤层采空区低洼地带呈“Y”字型分布。在上顺槽通尺350、370和390 m处向下顺槽方向顶板施工3个探查钻孔,对采空区积水进行疏放。成孔时的钻孔总涌水量为9.2 m^(3)/h,经过11 d的疏放,最终涌水量之和减小到0.8 m^(3)/h,实现了8101工作面的安全开采,为其它工作面探查顶板富水异常区提供了经验借鉴。

基于Seed-PCG法的列车-轨道-地基土三维随机振动GPU并行计算方法

为了解决列车-轨道-地基土三维有限元模型随机多样本计算效率低的问题,本文提出了一种基于Seed-PCG法的高效并行计算方法。基于有限元法和虚拟激励法建立轨道不平顺激励下的三维列车-轨道-地基土耦合随机振动分析模型;针对车致地基土随机振动分析产生的多右端项线性方程组求解问题,采用Seed-PCG方法进行求解。通过PCG方法求解种子系统得到的Krylov子空间进行投影,以改进其余线性方程组的初始解和对应的初始残量,有效提高了PCG法的收敛速度,最后,在MATLABCUDA混合平台上开发了并行计算程序。数值算例表明:相同计算平台下的该方法相比多点同步算法获得了104.2倍的加速;相比PCG法逐个求解方案减少了18%的迭代次数,获得了1.21倍的加速。

复线并行与多元归一:新疆法秩序的历史建构

如何在边疆地区实践统一的多民族国家建构,始终是历史中国孜孜探求的一个重要政治主题。西域(新疆)是汉代以来历代中央政权重点经营建设并取得瞩目成就的地区,“新疆是中国神圣领土不可分割的一部分”已经成为不容撼动的事实。在历代治疆实践中,作为国家主权重要表征和载体的法律发挥着积极与关键的作用,构成了历代治疆的一个重要内容。汉代“汉之号令班西域矣”、唐代边政举措“著于令式”、清代治疆法律体系初建、晚清新疆建省后法律及社会与内地的趋同,无一不是法权的宣示与法律治理的实践与成就。揆诸史实,自西汉统一西域后,新疆就始终在中国的法律空间之中,国家法律始终在场,其与当地族群法律经历长期的交流交融,层累持续地形成以国家法律为主导的多元一体的法律文化与法律秩序,在统一的多民族国家建构和广域国家治理中具有突出的意义和作用,同时也构成当代“依法治疆”的重要历史遗产和智识资源。

一种DS-CDMA系统异步连续型并行Schwarz-PIC算法

针对并行干扰消除(PIC)算法检测过程容易出现判决误差扩散导致移动通信系统整体性能下降的问题,结合数值分析中的Schwarz算法,对强多址干扰情况下直接序列扩频码分多址(DS-CDMA)系统中的并行干扰消除(PIC)算法进行了研究。提出了一种异步连续并行Schwarz-PIC算法。新算法通过Schwarz算法实现对信道用户信息数值子域边值的精确控制,全面跟踪时变信道;且能有效避免判决误差的扩散,抑制MAI及ISI的影响。在收敛性、动态跟踪能力及算法精度方面较原有PIC算法有较大提高。仿真结果验证了新算法的有效性。

各向异性外问题的并行Schwarz算法及其收敛性

对于无界区域各向异性常系数椭圆型偏微分方程,研究了一种并行Schwarz算法。在常数权因子下通过L ions的投影解释证明了其收敛性,在变权因子下改进了并行Schwarz算法,并分析了其收敛性。

各向异性外问题的有限元并行Schwarz算法

对于无界区域各向异性常数系数椭圆型偏微分方程研究了一种有限元并行Schwarz算法。基于Dryja和Widlund的子结构思想,借助于共轭梯度法实现其计算并行,并得出有限元并行Schwarz算法收敛到有限元解。最后,再通过Lions投影在变权因子下改进了并行Schwarz算法并分析了其收敛性。

厚松散层薄基岩煤层顶板富水性并行电法

厚松散层薄基岩煤层顶板水害亟需有效手段查明,以保障煤矿安全开采。基于并行电法的O型观测系统,可一次同步采集全工作面全空间电场电位值,减少不同时间测量数据的干扰,有效增加地电场数据辐射范围和密度,增强三维顶板探查精准度;在试验工作面回采前,布置O型观测系统并对其进行数据反演,得到煤层顶板存在两处低阻异常区和煤层顶板薄基岩面分布形态,为工作面开采前提供有效的疏放水靶区,并指导后续电法监测钻孔位置设计。

外购商誉初始确认及后续计量方法改进——以慈文传媒并购赞成科技为例

本文以慈文传媒并购赞成科技为例,探讨外购商誉初始确认方法和入账金额的合理性,运用超额收益资本化法对外购商誉初始入账价值进行重估,提出改进的初始确认记账方法。通过总结慈文传媒商誉后续计量的特点发现,管理层在商誉减值损失的确认上有非常大的自由裁量权,资产评估的结果可能并不客观,商誉成为企业盈余管理的工具。在此基础上,提出采用摊销与减值测试并行法对商誉后续计量进行改进,对比了三种商誉会计处理方法下慈文传媒在2016~2021年的财务数据,发现调整外购商誉的初始确认和后续计量方法可以限制管理层自由裁量权的滥用,使得会计信息更客观、可靠和决策有用。

并行加速的局部变分迭代法及其轨道计算应用

为满足航天工程对轨道计算精度和实时性的高要求,近年来发展出了可以通过大步长积分修正实现快速精确求解的积分修正类方法.积分修正类方法有可并行计算的特点,然而在串行计算环境下会受到计算资源的限制,无法充分发挥其可并行加速的优势.此外,合理的计算参数通常难以预先确定,也使积分修正类方法大步长快速计算的优势难以充分体现.针对以上问题,利用积分修正类方法可并行计算的特点,提出了并行加速的局部变分迭代法PA-LVIM,通过将传统局部变分迭代法LVIM的并行计算量均摊到多个计算节点上,显著提高了计算速度.此外,还使用根据系统状态二阶导数分布确定计算参数的打磨法优化了PA-LVIM的计算参数,进一步发挥了其大步长快速计算的优势.求解了三个经典的轨道递推问题,仿真结果表明,PA-LVIM的加速效果明显,且经打磨法优化计算参数后,其计算效率又进一步得到提高,将当前主流方法的计算效率提高了5倍以上.

管幕+CRD法隧道并行下穿对地表变形的影响

地铁隧道近距离下穿重要管线时安全风险较大,为了认识CRD法隧道在管幕法支护特定工法下并行下穿既有管线对管线及地表变形的特点,本文依托该暗挖隧道施工工程,通过工程现场实际监测数据的处理和分析,系统揭示管幕施工和暗挖隧道CRD法施工过程中管线、隧道和隧道周围地层的变形规律,以及隧道内型钢支架结构的受力特征。研究结果表明:施工中产生的沉降叠加效应导致左线隧道上方地表沉降比右线隧道上方沉降大3.86%;开挖面通过监测断面时产生的沉降值最大;开挖面通过监测断面后,地表沉降变化速率变小,开挖阶段左线平均沉降速率约为右线平均沉降速率的1/2;左线隧道和右线隧道的水平收敛值最大值位置集中在隧道内侧靠上部位监测点,隧道变形以竖向变形为主;管幕支护完成后,先行线开挖对后行线所在地层具有一定扰动但是影响较小,管幕法施工对控制沉降变形有明显作用。

变分不等式有限元逼近的并行Schwarz算法

讨论了单障碍问题有限元逼近的并行Ｓｃｈｗａｒｚ算法，建立了与吕涛的算法等价的实用算法，并证明了其收敛性，同时讨论了该算法对于贴合分量的有限步收敛性．

优化的传输线有限元法在电磁场中的分析及应用

为提高传输线有限元法(transmission line model-finite element method,TLM-FEM)的求解效率,对该方法的入射阶段和反射阶段的求解过程进行了优化。在反射阶段采用优化的松弛方法加速求解非线性端口电压,将单元系数矩阵的计算以及全局矩阵的分解在GPU上并行实现进一步提升计算效率。将优化的TLM-FEM用于单相变压器电磁场的计算中,通过C++自编程分析与商用软件ANSYS的求解结果进行对比,验证了算法的准确性。对同一模型不同网格数量的计算时间进行对比,可知提出的方法可用于大型电气设备电磁场分析。

回采工作面隐伏陷落柱并行电法探查技术研究

随着煤炭资源开采深度增加,需要有效技术查明煤层底板隐伏陷落柱发育情况,为煤层安全回采提供保障。文章以王庄煤矿煤层底板陷落柱探查为基础,采用矿井直流并行电法勘探进行数据的采集,通过数值模拟验证了直流电法和双巷对穿观测系统对不同类型大小陷落柱的探测有效性,通过并行电法底板三维电阻率反演,圈定了工作面底板存在的两处低阻异常区域,揭示了煤层底板区域富水性特征,研究成果可为煤矿回采工作面底板隐伏陷落柱探测与水害防治提供技术指导。

一种面向舰船结构毁伤的大变形流固耦合数值计算方法

水下爆炸导致舰船结构毁伤是一个复杂的非线性大变形流固耦合过程,高精度的流固耦合计算是获得高置信模拟结果的关键。基于浸没边界思想,本文提出一种面向大变形壳理论的流固耦合数值方法,可精确刻画流固耦合界面并高效求解流固界面约束方程。基于该方法,本文提出了完整的适用于水下爆炸舰船结构毁伤的大变形流固耦合数值计算方案,并基于大规模并行编程框架,研发形成适用于舰船结构毁伤的流固耦合大规模并行计算软件。与泰勒平板理论解和水下爆炸结构冲击响应实验数据等进行对比表明,本文方法可有效模拟大变形流固耦合工程问题,具备较高数值求解精度。在此基础上,完成了水下爆炸整船结构毁伤过程大规模数值模拟。该方法可有效应用于舰船毁伤等级评估,应用前景广阔。

基于GEM-2多频电磁技术与并行高密度电法的减量化土地复垦快速检测探讨

上海是全国第一个在省级层面提出在全市域范围内实施减量化的城市,减量化后的土地是否存在建筑垃圾,其分布、含量是土地是否复耕的重要依据。这里综合多频电磁法(GEM-2)及并行高密度电法(PEM)对上海某减量化土地进行了快速探查工作。为进一步提高检测效率,以多频电磁法(GEM-2)作为面积性快速扫描手段,以并行高密度电法(PEM)作为剖面测深控制,3个频率的GEM-2数据所反应的不同深度的电导性平面特征,与PEM所反应的电阻性具有很好的对应性。研究表明,高电导率区域对应于钢筋污水池等钢筋混凝土构筑物的位置,低电导率与高电阻对应于砖块、混凝土块、水泥地坪等位置。通过利用高密度电法对GEM的刻画对比,以及现场开挖验证,结合文献调研,总结了地区相对经验性的深度校正公式,较好地解决了地下建筑垃圾埋深问题;在新的类似实践工作中,可完全利用GEM替代高密度电法,实现快速检测的目的。