基于离散Lagrange方法的分布式SAT问题求解

基于对离散Lagrange方法(DLM)的扩充,提出一个分布式SAT求解算法:EDLMSAT。求解过程中,单个Agent的行为由预先定义的EDLM规则所决定,这些局部的行为聚集起来,形成整个系统对问题的求解趋势。设计了一些对3＿SAT基准问题的模拟实验,实验结果表明了这个算法良好的求解性能。

基于离散元-机器学习的铝土矿矿柱强度预测方法

矿柱极限承载能力与矿柱尺寸参数密切相关,科学地预测矿柱强度是空场法安全高效开采铝土矿的关键。为了准确高效地预测矿柱强度,融合运用离散元方法(DEM)的模型参数化、样本数据强扩展性与机器学习(ML)方法的数据驱动优势,选取矿柱尺寸参数(长、宽、高)作为影响因子,开发了Grasshopper参数化建模电池组,实现了等块体密度的矿柱黏合块体模型(BBM)的参数化构建,结合矿体节理分布特征实测结果,利用3DEC程序构建了300组黏合块体-离散裂隙网络(BBM-DFN)矿柱离散元数值模型,开展了矿柱承载特性试验,监测并建立了机器学习数据集,且验证了此数据集的可靠性;分别以支持向量机(SVM)、BP神经网络、随机森林(RF)、高斯过程回归(GPR)4种算法构建了矿柱强度预测模型,根据回归类模型评价指标(判定系数R2、可解释方差E_(EVS)、平均绝对误差E_(MAE)、均方误差E_(MSE))开展了最优模型的评选,结合改进的量子粒子群智能优化算法(IQPSO)进一步优化模型,利用该模型建立了矿柱影响因子与强度之间的非线性映射关系。研究表明:由矿柱强度参数化模拟结果可知,随着矿柱宽高比增加强度显著提升,长宽比对强度影响幅度相对较小,当矿柱高度和横截面积相同时,不同截面矿柱承载能力依次为:正方形>长方形;当矿柱宽高比大于1时,方形截面矿柱强度影响因子敏感性主次顺序为:矿柱宽(长)度>矿柱高度;根据机器学习算法指标综合评价,SVM模型是矿柱强度预测的最佳模型(R^(2)=0.953、E_(EVS)=0.953、E_(MAE)=0.608、E_(MSE)=0.551),结合IQPSO算法优化后模型预测性能得到了进一步提升(R2=0.985、E_(EVS)=0.986、E_(MAE)=0.373、E_(MSE)=0.239);将IQPSO-SVM矿柱强度预测值与3种经典硬岩矿柱强度公式计算结果进行了讨论分析,得出了Hedley公式针对铝土矿强度计算不适用,Krau-land公式适用于宽高比小于4时,Esterhuizen公式可通过调整不连续因子(F)进行较为准确的强度计算。研究成果为硬岩矿柱强度的预测提供了一种解决方案,拓宽了矿柱(群)稳定性评价的思路。

基于离散数学模型的网络多信道时延一致性控制方法

由于传统网络多信道时延控制方法主要在模拟信道频域上获得信道模拟参数,导致多信道时间同步误差较大,为此提出基于离散数学模型的网络多信道时延一致性控制方法。首先,建立网络模拟信道的时域离散数学模型,以便获取信道的传输时延。其次,结合时延的时变性特点,对网络多信道时延进行一致性控制。最后,进行仿真实验。实验结果表明,设计方法的总时延与参考信道时延的差值最小,优于对照组。

基于离散元方法的复合绝缘子表面污秽沉积模型

污秽颗粒在复合绝缘子表面的沉积会影响其电气特性,导致沿面放电甚至污秽闪络的发生,从微观的角度探究其沉积机理,能够为电力系统的稳定运行提供理论依据。文中基于JKR接触力学理论,通过传统牛顿力学法和离散元方法分别对颗粒碰撞过程中的受力情况进行分析,提出综合考虑法向碰撞、颗粒反弹速度的碰撞沉积模型。根据不同碰撞沉积模型进行仿真实验,将所得结果与现有实验结果进行比较。结果表明:对比牛顿力学方法,离散元方法得到的碰撞沉积模型更能准确预测SiO_(2)颗粒在复合绝缘子表面的沉积情况。绝缘子表面颗粒沉积数随粒径的增大呈先增大后减小的趋势,在粒径20μm时达到最大沉积数。改变风向,绝缘子串中压端与高压端NSDD的比值随风向角度的增大而减小,下表面与上表面NSDD的比值随角度的增大而减小。绝缘子表面颗粒沉积数随风速的增大呈先增大后减小的趋势,并在±30º时达到最大。该文模型能够更为准确的描述污秽颗粒在绝缘子表面的沉积过程,研究结果有助于完善复合绝缘子表面污秽沉积机理。

有机无机混合肥料离散元参数标定方法研究

[目的]在有机无机混合肥料仿真试验中,传统参数标定方法待标定参数多,标定过程复杂。本文根据有机肥对无机肥颗粒黏附特性,提出一种新的离散元仿真接触参数标定方法。[方法]利用自由落体碰撞试验、静摩擦试验、滚动摩擦试验对复合小球和钢的接触参数进行校准;设计Plackett-Burmen Design试验、爬坡试验和Box-Behnken响应面试验,得到混合肥料接触模型最优参数,通过堆积角对比试验、有机肥和无机肥混合比例预测试验、撒肥盘颗粒分布对比试验验证最优参数。[结果]复合小球与钢的最优碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数分别为0.323、0.776、0.255;有机肥肥料之间最优碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数分别为0.40、0.70、0.14;有机肥与钢板之间的最优碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数分别为0.44、0.70、0.15;Hertz-Mindlin with JKR模型参数为0.017。最优参数进行对比验证堆积角的相对误差为1.05%,最优参数能预测不同混合比例肥料的堆积角,撒肥盘抛撒试验列分布最大相对误差为35.95%,平均误差15.86%。[结论]试验结果验证了标定方法正确性,同时为后续有机肥-无机肥-机械互作系统研究提供依据。

极地海冰动力过程的多面体离散元方法

极地海冰影响局部海域的通航条件乃至地质尺度上的气候预测,由于基于连续介质理论的海冰数值模式如网格方法难以应对浮冰尺度的模拟,近年来离散元方法越来越多用于海冰动力学领域。本文使用基于表面网格划分的多面体描述浮冰,通过使用GJK(Gilbert-Johnson-Keerthi)算法以进行初步接触判断并提高计算效率,采用基于能量守恒接触理论确定单元间接触力,由此建立了极地海冰多面体离散元方法。将该方法应用于极地海冰动力过程模拟,并考虑Hopkins提出的冰脊形成导致的海冰间塑性接触力。首先通过两个浮冰间碰撞模拟以验证接触力计算的正确性,再通过对单向均匀风场下浮冰挤压的模拟验证冰脊生成的模拟能力,最后研究冻结强度参数对剪切风场下冰盖断裂和冰脊生成的影响。结果表明,极地海冰多面体离散元方法能够合理地反映地质尺度海冰的动力过程,并且可有效地模拟冰盖线性运动引起的冰隙和冰脊等动力特征。

基于离散元方法的千枚岩隧道掌子面稳定性研究

千枚岩隧道在施工过程中由于围岩软弱破碎,易在掌子面附近发生失稳塌方。文章采用颗粒流软件PFC模拟炭质千枚岩三轴试验,标定围岩材料的细观参数,以此构建隧址区三维离散元数值计算模型,模拟隧道在不同开挖进尺和开挖方法下开挖支护全过程,分析隧道开挖后掌子面位移发展规律和开挖扰动区分布范围特征,揭示千枚岩隧道掌子面失稳机理。数值计算结果表明:随开挖进尺的增大,隧道开挖扰动区范围增大;在不同开挖方法中,台阶法的开挖扰动区范围最小。相关研究可为类似软弱破碎围岩隧道的设计和施工提供参考。

基于离散贝叶斯网络的电缆集电线线路故障定位方法

常规的电缆集电线线路故障定位方法以故障信号识别为主,故障区段的非平稳信号定位存在一定的失误,为解决该问题,设计了基于离散贝叶斯网络的电缆集电线线路故障定位方法。提取电缆集电线线路等效注入电流特征,对电缆支路上的电流变化特征进行分析,避免故障失误的问题。基于离散贝叶斯网络构建集电线路故障定位模型,根据发电机组的稳态电动势,定位电流故障分量的支路区段,满足故障定位需求。修正电缆集电线路故障定位误差,补偿单端阻抗测距的零序电流,得到故障相的电压与电流,从而确定故障的边界条件,保证故障定位的准确性。采用对比实验,验证了该方法的定位准确性更高,能够应用于实际生活中。

由划分、等价关系到陪集与Lagrange定理——离散数学中几个相关概念教学方法刍议

以逻辑思维训练为主要目的之一的离散数学课程中包含大量概念和结果,为了便于理解且使学生容易接受,选择了若干具有较强相关性但章节上又不集中的重要概念,首先通过分析相互间的关联说明它们之间应有的相互次序,其次说明了如何利用更通俗的示例解释相关的概念,并重点说明了由已知概念合理过渡到一个新概念(陪集)和结果 (Lagrange定理)的教学方法。教学实践说明,这样的教学安排有利于使学生摆脱理论课程的枯燥感,更容易建立起连续、完整的知识构架。

基于工程认证的软件工程专业离散数学教学方法研究

随着软件工程的快速发展和广泛应用,工程认证在软件工程教育中扮演着越来越重要的角色。离散数学作为软件工程的核心课程之一,对学生的逻辑思维、算法设计和问题解决能力等方面具有深远的影响。因此,如何在软件工程认证的背景下,优化离散数学的教学方法,提高教学效果,成为当前软件工程教育领域亟待解决的问题。本文首先分析了当前离散数学教学中存在的问题,如教学内容抽象、理论与实践脱节、学生缺乏兴趣等。针对这些问题,本文提出了一系列基于软件工程认证的离散数学教学方法的改进策略。

基于离散伴随方法的翼型定常/非定常气动优化设计

为了有效提升翼型的气动性能,本文发展了一种基于离散伴随方法的翼型定常/非定常气动优化设计方法。应用该方法,对给定目标压力下的翼型反设计问题和振荡翼型的时平均阻力优化问题进行了研究,所得结果表明:反设计得到的翼型几何外形与目标翼型高度一致;振荡翼型的阻力优化计算经过12次迭代后,时平均阻力降低了约40%。

基于离散元方法的回转炉结构优化设计

回转炉内化学气相沉积包覆是生产锂电池硅碳负极的主要方法。回转炉结构影响颗粒的运动特性进而影响颗粒的包覆效率和包覆均匀性。应用离散元方法模拟颗粒运动,以颗粒堆积角为响应值,基于HEEDS软件对DEM仿真所需参数进行参数标定,设计回转炉实验验证参数可靠性,结果表明,仿真与实验颗粒分布特性相似。回转炉运动仿真分析颗粒的运动和分布特性,以轴向分布方差和数量高度分布为颗粒离散度性能指标,设计更优的回转炉结构。

基于离散元方法的分级破碎机受力磨损分析

破碎机的工作转速与物料硬度之间的关系直接影响分级破碎设备的齿辊和耐磨衬板的受力和磨损情况。基于离散元仿真软件EDEM,针对不同硬度的颗粒、齿辊的工作转速对分级破碎机的破碎过程进行仿真分析,得到了颗粒的硬度与齿辊和耐磨衬板受力、磨损的关系,为分级破碎机的设计和实际生产提供了理论依据。

基于贝叶斯离散优化的电力调度网络发令多任务优先级解耦方法

电网输电线路的负荷率和利用率的不断加重,为电力系统运行调度增加了难度。为了合理规划调度任务,保证电网运行安全,研究基于贝叶斯离散优化的电力调度网络发令多任务优先级解耦方法。建立电力调度模型,设定调度优化目标和约束条件;基于贝叶斯离散优化预测电力负荷,为任务优先级判定提供依据;通过分块解耦动态仿真电力系统,将复杂外部系统转换为简单等值系统;通过电力调度多任务优先级解耦,划分优先级,接收操作令,完成电力调度的解耦。经实验论证分析,所提模型得到的解耦前后的仿真曲线较为吻合,仿真结果可以真实准确地反映电力系统的动态行为,对过载线路有功功率的调节效果明显,越限问题得到了很大程度的改善。

基于离散剪切波与优化深度卷积神经网络的图像降噪方法

海洋试验图像通常受到海洋气象条件、海水光照折射和海洋深度等因素的影响,导致在海洋中采集的图像包含严重的噪声。为了提高海洋试验图像的清晰度和降噪性,提出一种基于离散剪切波与优化深度卷积神经网络相结合的海洋试验图像降噪方法。采用离散剪切波变换分解海洋试验图像,能有效从图像中提取不同方向和频率的特征。利用优化深度卷积神经网络强大的图像特征提取能力,经网络模型训练后,能获取图像中的关键特征,达到降噪的目的。在验证实验中,所提方法与传统图像降噪方法相比,能有效保留图像的纹理和细节特性,获得了较好的降噪效果,有助于提高海洋试验图像的清晰度和降噪性。

基于连续-离散方法的微波照射下花岗岩力学行为与破裂特征

微波辅助破岩具有绿色、低能耗等优点,是有望实现深部煤炭资源开发中硬岩地层高效掘进的技术手段,其机理引发了工程与学术界的关注。基于花岗岩组分矿物微波吸收升温差异,借助连续介质微波电磁分析及离散元力学模型,实现了微观矿物温度离散赋值,提出了微波照射下花岗岩力学性质的计算分析方法,从温度场分布、力学性质和破坏形态验证了方法的可靠性,揭示了微波照射下花岗岩破裂规律、单/三轴加载条件下的力学行为及破裂机制。计算结果表明:(1)微波照射下,试样出现2个相对低温区域和1个热点区域。在低照射功率(≤2 kW)情况下,试样内部裂纹数量极少;高照射功率(≥3 kW)下,试样内部裂纹以晶粒边界拉伸破坏为主导逐渐发育,并以热点区域为中心向四周延拓形成裂纹网络。(2)对于单轴压缩,试样峰值应力、弹性模量和损伤阈值均随照射功率增加而降低,在高照射功率(≥3 kW)下,力学参数跌落更加明显;当照射功率较高(≥3 kW)时,微波照射后初始裂纹主导了受载试样的裂纹演化,试样呈现沿初始裂纹扩展趋势并出现显著的局部破坏。(3)对于三轴压缩,随照射功率增加,初始围压对试样强度提升效果越发强烈;低照射功率(≤2 kW)下,弹性模量随围压变化不明显,高照射功率(≥3 kW)下,初始围压对弹性模量的提升格外显著;随照射功率增加,围压促进了破碎颗粒的继续承载及应力传递,试样破坏由晶间破坏主导向晶内破坏主导转变,进而引发裂纹网络充分发育,抑制了高功率(≥3 kW)照射产生的局部结构集中破坏。

基于离散方法的钢-BFPC结合面接触性能虚拟材料仿真研究

为准确计算钢-BFPC结合面的实际接触面积比进而建立基于离散方法的钢-BFPC结合面接触性能虚拟材料仿真方法。通过对结合面接触拓片离散化处理建立钢-BFPC结合面实际接触面积比的计算方法,编制了相应的计算程序,分析不同结合面压力对实际接触面积比的影响规律。以计算的实际接触面积比为基础,建立了钢-BFPC结合面虚拟材料仿真分析模型。分别通过虚拟材料仿真和实验研究了钢-BFPC结合面试件模态特性并将两种方式结果对比分析,结果显示两者的固有频率最大相对误差为+6.48%且振型一致,证明了钢-BFPC结合面实际接触面积比的离散计算方法和虚拟材料仿真方法的准确性。

混凝土结构预应力服役离散性分析与性能评价方法

依据工程实测数据,验证了单筋有效预应力概率分布特征,提出了基于高斯混合理论的结构预应力系统概率分析模型,确定了峰度、偏度和函数差值控制的正态显著性判定准则,建立了适用于工程抽样的高斯混合模型正态化简化分析方法.以95%保证率为约束参数,建立了基于实测数据的结构有效预应力性态和服役性能评价方法.结果表明:结构有效预应力概率分布可采用单个正态或多个子分布高斯混合模型近似表征;以95%保证率为约束参数,可协调估计精度与实测效率之间的矛盾,满足工程测试需求,实现了预应力服役离散性的科学量化分析.

基于Riemann解的二维流体力学Lagrange有限点无网格方法

在高维流体力学计算中,对于多介质大变形等一类问题,采用有网格方法常遇到较大的困难.针对二维问题,研究了一种无网格方法———Lagrange有限点方法:在求解区域上设置适当的离散点集,视其中每一点为流体力学Lagrange点;对于点集的任一点,确定邻点集合,并基于该点同邻点集合的联系,应用Godunov方法将流体力学Lagrange方程进行离散;考虑到算法的稳健性,方法中可设置较多邻点并采用最小二乘法.将该方法应用于典型的数值算例,取得了良好效果.

Augmented Lagrange方法在钢丝绳捻制成形摩擦接触数值模拟中的应用

钢丝绳中金属线间接触摩擦会影响捻制成形加工应力和结构强度。在经典的Coulom摩擦理论的基础上,本文采用AugmentedLagrange方法计算钢丝绳捻制过程中的法向接触力和摩擦接触力,并应用radial return径向回映法修正摩擦接触力试算值。以钢丝绳一次捻制成形过程为例,分析并讨论了摩擦系数和自扭转系数对接触应力和加工应力应变的影响,为钢丝绳成形工艺和结构强度的合理设计提供依据。