车辆-轨道非线性耦合系统显隐式求解算法的收敛性分析

针对车辆-轨道非线性耦合系统的动力学方程联立求解过程,将车辆和轨道分别考虑为2个子系统,通过2个子系统之间的位移协调和轮轨非线性接触力耦合,再结合显隐式积分格式,提出车辆-轨道非线性耦合系统的分离迭代和分离同步两种求解方法,通过算例验证了两种方法的正确性,并对两种求解方法的收敛性进行了对比分析。计算结果表明:显隐式分离迭代法和显隐式分离同步法的最大有效时间步长分别是0.5、0.1 ms;在时间步长较大时,采用Aitken加速法可以起到增强显隐式分离迭代法的计算稳定性的作用,但Aitken加速法的作用会随着时间步长的减小而变小;相同时间步长下显隐式分离同步法的计算效率要比显隐式分离迭代法高,但可以通过选用较大的时间步长来提高显隐式分离迭代法的计算效率。

融合显隐式反馈的协同过滤推荐算法研究

针对目前融合显隐式反馈的推荐算法发展仍存在显式反馈数据利用不合理、隐式反馈缺乏负反馈样本等问题,本研究基于融合显隐式反馈的SVD++算法和针对正负反馈的PSVD算法的核心思想,根据全反馈思想进行正负反馈层面上的尝试,利用基准预测思想在显隐式反馈中建立正负反馈的区分标准,优化显式反馈对于获取正负样本的评价公式,建立隐式反馈区分用户偏好的计算标准,重新构建用户与推荐对象之间的评分预测模型,提出一种新的融合显式反馈和隐式反馈的协同推荐算法PNF_SVD++.实验结果表明,PNF_SVD++算法在验证评分预测准确性的指标上数据表现较好,其可行性和有效性得到充分验证,同时为融合显隐式反馈的协同过滤推荐算法提供了新的研究思路.

基于显隐式混合积分的多速率仿真

针对光伏发电并网系统中存在多种开关频率的电力电子器件,研究了一种基于显隐式混合积分的多速率仿真方法。利用电感和电容将光伏发电并网系统拆分为多个子系统,提出了一种多速率接口算法以使各子系统均满足实时性,给出了多速率仿真方法的稳定条件。在FPGA平台上搭建了数字式光伏发电并网系统,并进行了DC/DC和DC/AC变流控制器硬件在环试验,验证了上述多速率仿真方法的准确性。

一种显隐式积分方法及其应用

在实际工程结构动力反应分析中,往往由于结构型式十分复杂,常用的两种直接积分方法,即显式积分方法和隐式积分方法,在使用中都存在着一定的局限性,如何将这两种积分方法合理有效地结合起来,是一个十分有意义的研究课题。针对实际工程问题中整体结构计算时间步长的选择往往受局部区域的材料特性、尺寸大小等因素影响的这一现象,提出了一种对结构局部区域进行隐式积分、对其余区域进行显式积分的显隐式积分方法,这种积分格式相对于显式积分格式而言,能显著提高整体结构的计算速度。最后采用两个数值计算实例对这一方法进行验证。

结构动力响应分析的三阶显隐式时程积分方法

基于泰勒级数展开式提出了一种用于结构动力响应分析的高精度时程积分方法,该方法假设t时刻的速度和加速度由t-Δt时刻、t时刻、t+Δt时刻的速度和加速度加权表示,并可根据求解需要调节权值,将积分算法构造成隐式格式或显式格式。通过理论分析和数值算例,计算讨论了该算法的稳定性和精度,确定了最佳的权值和允许的时间步长。结果表明:本文算法最高具有三阶精度,且具有振幅衰减率低、周期延长率极小等优点。最后结合一个铁道工程实例,表明本文算法适用于大型非线性动态响应的精确快速求解。

显隐式分析方法在复合材料失效分析中的应用

针对复合材料失效等准静态问题,提出了显隐式联合的求解方法:在加载前期,非线性程度较低时,采用计算效率较高的隐式求解器求解;在材料出现损伤后,非线性程度较高时,改用条件收敛的显式求解器推进计算,中间通过数据传递将材料的应力应变水平及材料损伤状态由隐式求解器传递到显式求解器。该方法在保证计算精度的前提下,兼顾了隐式与显式分析的优点,有效提高了计算效率。

色散混合显隐式时域有限差分法的石墨烯仿真

应用色散混合显隐式时域有限差分(hybrid implicit-explicit finite-difference time-domain, HIE-FDTD)法分析了石墨烯的电磁特性.这种方法的时间步长大小不受石墨烯层的剖分网格大小的限制,数值算例表明,HIE-FDTD方法是一种精度较高的有效算法,它的计算时间比FDTD方案大大减少.数值计算结果显示,设计的石墨烯吸收体通过改变石墨烯片的化学势,可以有效地调整吸收体的吸收峰.同时发现,在太赫兹频率下石墨烯吸收体的吸收率显示出一定的周期性并呈现栅形特性,这一特性可以对石墨烯器件的设计生产提供一些思路.

基于加权相似度显隐式反馈的协同过滤算法

针对传统的协同过滤算法没有考虑到不同用户之间相似度的差异以及用户对项目的评分时间等因素的影响,提出了一种基于加权相似度显隐式反馈的协同过滤算法:先获取用户的显式和隐式反馈评分信息以及用户-项目的评分时间信息。再对评分信息进行基于时间的加权处理,并对传统的相似度计算方法进行修改,引入相关度因子。最终根据预测公式获得用户的推荐结果。实验仿真表明算法在平均绝对误差和精确率两个指标上有了一定的提高,并在一定程度上提高了推荐算法的准确性。

融合显隐式关联的图卷积多维时序异常检测方法

针对重构类多维时序异常检测方法对信息物理系统组件间的耦合关系提取能力不足以及建模时易遗漏信息的问题,提出一种融合显隐式关联的图卷积多维时序异常检测方法。利用改进的余弦相似度,提取序列间可用距离度量的显式关联关系。设计基于多头自注意力机制的关联关系提取模块,学习序列间的隐式关联关系。整合显隐式关系,将关系融合图和原始数据共同输入到基于图卷积网络的自编码器中,进行结合时间和空间依赖性的多维时序重构。根据训练好的模型输出的待测数据重构结果计算异常的分数,进而结合自适应阈值来选择算法进行异常检测。4个公开数据集上的实验结果表明,所提方法比相关经典和时效性方法在F1-Score上具有明显的提升,且可以通过输出关联权重矩阵的方式对异常事件进行解释分析。

显式与隐式方法求解含时薛定谔方程及误差分析

含时薛定谔方程是量子力学最重要的方程之一,它可以给出不同相互作用势下体系波函数的演化。相互作用势的复杂形式使得薛定谔方程一般没有解析解。如何较准确地数值求解含时薛定谔方程,对许多物理问题有着重要意义。本文采用显式与隐式的方法求解薛定谔方程。从结果可以发现,隐式的方法得到的波函数精度远高于显式方法,且误差具有收敛性。为了进一步探索隐式格式的可行性,本文还采用有限温度下的屏蔽势,利用隐式方法具体求解粲夸克偶素的波函数演化。

结构动力分析显隐式混合积分并行算法及实现

在分布式并行计算机环境下开展有限元并行算法研究是计算力学领域的前沿课题之一。基于区域分裂法，提出了一种新的结构动力分析的显－隐式混合积分并行算法，给出了其算法执行过程，并从物理直观意义上解释了该算法的设计思想，指出了其本质是一种单元弱耦合的混合积分算法。同时在网络并行计算机群系统上，基于并行平台（ＰＶＭ）设计了算法程序。最后，通过数值算例证明了该算法的可靠性和有效性。

一种图像畸变的显-隐式校正方法

精确的畸变校正模型是一个包含径向畸变系数(k1,k2)和切向畸变系数(p1,p2)的五次多项式,为了解决对其迭代求解的问题.提出了一种显-隐式畸变校正方法.此方法将图像畸变的显式校正和隐式校正相结合,用径向畸变系数(k1,k2)、切向畸变系数(p1,p2)和不含任何物理意义的校正因子λn构建一个显-隐式畸变校正模型.然后用最小二乘法求解此模型,进而实现图像的畸变校正.实验结果表明,此方法不但求解简单,而且精度很高.

u–p格式饱和两相介质动力问题的显–隐式交替算法

针对以土骨架位移u和孔隙流体压力p为基本未知量的饱和两相介质动力方程,提出基于中心差分法和精细时程积分法相结合的时域显–隐交替算法,分析饱和两相介质动力反应。该算法对孔压方程非齐次项的计算分别采用Gauss积分,梯形积分和Lagrange二次插值函数近似位移的方法近似模拟;同时提出一种基于精细积分方法的三次样条插值函数法,进而回避了对孔压方程耦合速度项积分时涉及的矩阵求逆运算问题。计算结果与Zienkiewicz显–隐式结果对比,两者结果基本一致,证明了方法的有效性。

一类求解变系数扩散方程的交替分段显-隐式差分方法

文章利用交替分段显-隐式差分方法研究了一类一维变系数扩散方程的初边值问题,给出了数值求解过程,建立了相应的稳定性分析和截断误差估计,并以具体的变系数扩散方程为例,利用交替分段显-隐式差分格式对其进行了数值求解。数值模拟结果表明,该格式具有易于计算、精确度高、无条件稳定等特点。

考虑基础柔性的土-结动力相互作用分区显-隐式分析算法

在土-结相互作用分析中,一般假定基础为刚性。这种假定在基础尺寸较小,或地震波频率较低时,有一定的合理性;但当基础尺寸大于入射地震波最小波长时,刚性基础对高频地震波具有较大的滤波作用,影响结构反应的计算精度,应该考虑基础的柔性。本文考虑基础的柔性,将土-基础-结构体系进行分区计算,土体和基础采用集中质量显式有限元方法,半无限土体采用多次透射人工边界模拟,通过FORTRAN自编程序进行分析;上部结构采用隐式有限元法,可通过ANSYS进行分析;当结构采用梁单元时,通过约束方程对基础和结构进行耦合连接;结构和土体可采用不同的时间步距,实现了柔性基础情形的土-结构相互作用分区异步计算。通过与Belytschko显-隐式同步算法对比,表明本文时空分区显-隐式结合异步算法,在保证精度的前提下,可极大提高计算效率。进一步通过柔性基础和刚性基础的算例对比,验证了所模拟的最小波长远大于基础尺寸时,刚性基础假定较为合理,并简单讨论了计算中出现的失稳现象。

延迟微分方程隐-显式线性多步法的稳定性

通过研究延迟微分方程隐-显式线性多步法的稳定性,给出两类特殊的隐-显式方法即隐-显式Euler方法和隐-显式BDF方法的稳定性结论,证明了隐-显式Euler方法是P-稳定的,隐-显式BDF方法不是P-稳定的。为了克服边界轨迹法刻画复空间稳定区域的困难,给出了一种新的复空间上稳定区域的刻画方法,并用这种方法给出了隐-显式BDF方法的数值稳定性区域的描述,最后通过数值算例验证了这种刻画稳定区域的方法的可行性。

变系数对流扩散方程的交替分段显-隐式方法

应用交替分段显 隐方法求解变系数对流扩散方程 ,此方法具有很好的并行性且无条件稳定 .

微分方程数值解的隐显式Runge-Kutta方法

Runge-Kutta方法作为一种单步高阶方法在求解常微分方程和方程组中受到了广泛的关注,它具有单步方法较少的存储优点,也能根据Taylor展开来提高阶数并无需增加计算来求导。Runge-Kutta方法的各种改进在很多领域也得到应用。本文主要研究在Runge-Kutta方法基础上改进的一种办法,即:隐显式Runge-Kutta方法。

行为逻辑视角下显隐融合式交互设计的探析

本文基于行为逻辑和交互设计的五要素开展研究,分析显式交互与隐式交互之间的差异,探讨显隐融合式交互设计的关键切入点,构建显隐融合式交互设计的思维流程。从传统显示交互体现用户体验的局限性可以看出,显隐融合式交互设计的优势将逐渐凸显,显隐融合式交互设计未来将与大数据、人工智能技术等诸多领域相交。同时由于显隐融合式交互设计的特性,其也将有自己的适用边界。

解扩散方程的隐-显格式和显-隐格式

构造了数值求解二维扩散方程的交替隐-显格式及显-隐格式,把现有的一维格式推广至二维,理论分析证明二维格式是无条件稳定的,该格式截断误差为O(Δt2+h2).