LOW-COST HIGH PERFORMANCE CLUSTER OF WORK-STATIONS BASED ON DYNAMIC LOAD BALANCING FOR PARALLEL DEPTH-FIRST SEARCH(DFS)

IntroductionTraditionally,supercomputers have been builtwith high performance processors,which use tech-niques to execute as many computations concur-rently as possible.This machine employs a numberof arithmetic units,and sufficient hardware to al-low them to be fed with data and instructions attheir peak rate. Supercomputers built as parallelprocessors have also contained special shared mem-ory or message passing hardware as an integralpart of the machines design. This special hard-ware,in co…     

桁架结构拓扑优化的微粒群算法

为了解决有应力和位移约束的桁架结构的拓扑优化问题,将微粒群算法用于桁架结构拓扑优化.用罚函数法将应力和位移约束下的结构优化问题转化为无约束优化问题,用微粒群算法迭代计算.为了证明此方法的可行性,给出了2个具有应力和位移约束的桁架结构拓扑优化的算例.计算结果表明,微粒群算法与现有算法获得的桁架结构拓扑优化结果一致.     

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分布式交通信号控制系统拓扑结构的分布式特性使得网络的控制问题被划分成不同层次，路口的控制器优化单个交叉口，系统的协调要求每个路口的控制器同时还要考虑相邻路口控制器的配时方案、相邻上游交叉口车辆的离去特性、相邻下游交叉口车辆的到达特性。本文在综合考虑上下游交叉口信号配时、车辆排队和公交运行情况的基础上，提出了实时交通信号控制系统中实施公交优先的模型系统的框架，然后给出信号优化过程和计算最佳绿灯请求时间和信号协调方法。     

基于支持向量机的桁架桥可靠度评估

针对桁架桥结构极限状态方程一般难以显式表达的特点,提出基于支持向量机的桁架桥可靠度评估方法。通过抽样,采用桁架桥有限元计算,利用支持向量机的非线性映射和泛化能力,建立随机变量与结构响应之间的函数关系,模拟结构极限状态方程,采用优化算法计算桁架桥可靠指标。研究表明:该方法对于评估桁架桥可靠度具有较高的计算精度,但随车辆荷载随机变量的离散性增加,桁架桥的失效概率显著增大。     

A Parallel Distributed FEM Computing Circumstance Based on CORBA and Java Techniqiues

Based on CORBA (Common Object Request Broker Architect) and Javatechniques, a concrete solution to creating a parallel distributed FEM computing circumstance(PDFCC) on the platform of heterogeneous networks supporting TCP/IP protocol is proposed.In order to verify the feasibility of this solution, the basic frame of PDFCC has beenimplemented and tested on LAN (Local Area Network).     

特大跨径钢桁拱吊装索力计算方法探讨

采用缆索吊装斜拉扣挂施工方法进行特大跨径钢桁架拱安装时。对拱肋的安装标高和索力精度要求较高。传统的索力计算方法虽力学概念清晰,计算简便,但精度较低,只适用于节段数较少的小跨径拱桥。文章总结了传统方法的优缺点,并阐述了ANSYS的零阶优化法在钢桁架拱吊装索力计算中应用。     

基于WLAN的数据还原模型

提出了在公共无线局域网WLAN（Wireless Local Area Network）环境下一种数据还原模型．通过对无线局域网的数据采集与分析,利用会话重聚算法快速分类数据中的多个会话与连接,提出一种单一会话对应多个连接的方法,合并每个会话中的不同连接的数据信息,并采用多线程并发处理技术最终实现一种快速的信息重放与还原模型．最后通过对该模型的处理时延和执行效率的分析,表明该模型能够对无线局域网的数据尽最大可能的快速还原与重放．     

车辆合乘问题的两阶段分布式估计算法

针对智慧交通中多车辆合乘问题,提出一种分布式并行计算环境下的合乘模型. 利用合乘概率矩阵的先验知识,实现更高效的运算和求解.当合乘概率矩阵不是单位 矩阵时,合乘模型被增广为车主合乘和乘客合乘两个阶段.两阶段分布式估计算法运用可行合乘解的合乘概率矩阵,作为一种随机优化方法求解最优值.根据可搭乘矩阵初始化合 乘概率矩阵,并在优化过程中连续更新合乘概率矩阵.车主同乘客分离优化,减少了出行车辆,并实现了互相搭乘的合乘模型.通过合乘模型的优化迭代能够为乘客挖掘出高效可 行的搭乘路线.实验结果表明,该合乘模型具有平均等待时间少、平均载客量大、人均行驶 距离短的高效出行特点.     

基于服务池的高速铁路应急资源全域优化调度方法

为提高高速铁路应急处置效率,实现资源统一调配,融合云计算和大数据技术,研究了高速铁路应急服务资源的调度问题。在应急云资源建模、应急云服务虚拟化建模、云服务池建模、高速铁路现有应急救援系统的资源使用建模、云计算模式构建的基础上,建立了跨总部和区域的高速铁路应急资源服务池的全域优化调度模型,提出了云资源传输总距离最小、资源协调成本最低、运行处理时间最短、当资源缺乏时需增加的资源数最小等4个优化目标;针对问题的特征,研究提出基于双层粒子群的高铁应急服务优化调度方法。对于给定的案例,选取距离最小作为优化目标,运用提出的方法可给出优化的资源调度方向和资源调度数量,验证了所提出的方法对于求解分布式应急云资源调度问题的有效性。     

Distributed model predictive control with one-step delay communication for large-scale systems and a case study

A distributed model predictive control（MPC） scheme with one-step delay communication is proposed for on-line optimization and control of large-scale systems in this paper. Cooperation between subsystems is achieved by exchanging information with neighbor-to-neighbor communication and by optimizing the local problem with the improved performance index in the neighborhood. A distributed MPC algorithm with one-step delay communication is developed for the situation that there is a one-step delay in the information available from its neighbors when a subsystem solves the local optimization problem. The nominal stability is employed for the whole system under the distributed MPC algorithm without the inequality constraints. Finally, the case study of the reactor-storage-separator（RSS） system is illustrated to test the practicality of the presented control algorithm.     

Burmester问题的CAD解法

本文提供了一种解决机构综合中布尔梅斯特问题的计算机辅助设计方法.这一方法不仅具有速度快的优点,而且能提供多种尺寸与类型均不同的四杆机构供设计者选择.     

基于神经网络的小时间粒度交通流预测模型

为解决传统车队离散模型基于概率分布假设和现有交通流预测时间粒度过大不能应用于自适应信号配时优化等问题.在车队离散模型的建模思路上,先分析了下游交叉口车辆到达与上游交叉口车辆离去之间的关系,基于此构建了基于神经网络的小时间粒度交通流预测模型.该模型以上游交叉口离去流量分布为输入,下游交叉口到达流量分布为输出,时间粒度为5 s.最后,通过实际调查数据标定模型参数并应用模型预测下游交叉口到达流量.结果表明,与Robertson模型相比,本文模型预测结果能够更好地反映交通流的变化特征,平均预测误差减少了8.3%.成果可用于信号配时优化.     

疲劳载荷随机应力功率谱优化设计

针对高加速寿命试验中的随机振动环境应力,以频谱不规则因子为目标,优化设计出一种能高效激发试件疲劳缺陷的随机应力载荷功率谱。首先通过分析频谱不规则因子对载荷应力疲劳激发效能的影响,确定频谱不规则因子的优化方向。然后通过变换将该优化等价成为一个二次规划问题,但是该二次规划的系数矩阵非定,算法不能收敛。于是利用泛函理论中的有限维空间的泛数等价理论和关于谱半径的Perron-Frobenius定理,推导得到一种较优的随机应力功率谱,优化结果与工程实际经验相符。该分析方法可为工程中类似的泛函极值和优化问题提供借鉴。     

刚性悬索加劲钢桁梁桥施工阶段力学性能(英文)

采用空间有限元方法对刚性悬索加劲钢桁梁桥的施工全过程进行了仿真分析,通过变化边界条件与施加节点强制位移分别模拟结构体系转换和内力调整,采用释放纵梁一端的纵向刚度来模拟纵梁长圆孔的影响,对比了6种主要工况下结构的内力和位移.分析结果表明:通过体系转化和内力调整,能有效地使刚性悬索与钢桁梁共同受力;横、纵向内力调整能使结构的中边桁与中边跨的内力差异减小到5%以内;在纵梁两端设置长圆孔能有效避免其过早参与纵向受力,仅使整体结构的内力与挠度增加10%左右,但使得纵梁与横梁的最大组合压应力分别从-271.1、-505.8 MPa降低到-63.0、-178.0 MPa,小于材料的容许应力210 MPa.     

热压电桁架结构灵敏度分析及其优化

在综合考虑温度场、机械场和电场作用的前提下,建立了热压电桁架结构的有限元模型,对结构进行了稳定性分析,推导了关于热压电桁架结构的灵敏度公式,构建了基于灵敏度分析的优化模型,对不同约束条件限制的情况,分别进行了优化设计.算例显示,合理利用热压电效应,可以提高结构的工作性能,并使结构趋于更经济、合理.     

基于修正巴兰金理论的结构拓扑优化方法

为了探索具有工程实用性的结构优化新方法,应用渐进结构优化方法(ESO)对结构进行基于应力的拓扑优化.通过对巴兰金强度理论的修正,用单轴拉压极限应力比和单元主应力衡量单元应力水平,建立了一种基于修正巴兰金理论的渐进结构优化方法.算例表明,该方法可用于二维和三维结构的拓扑优化.     

Fracture Mechanics for a Mode Ⅲ Crack in a Piezoelectromagnetic Material

Analytical solutions for a Griffith crack inside an infinite piezoelectromagnetic medium under combined mechanical-electrical-magnetic loadings are formulated using integral transform method. The singular stress, electric and magnetic fields in the piezoelectromagnetic material are obtained by the theory of linear piezoelectromagneticity. Fourier transforms are used to reduce the mixed boundary value problems of the crack, which is assumed to be permeable, to dual integral equations. The solution of the dual integral equations is then expressed analytically. Expressions for strains, stresses, electric fields, electric displacements, magnetic fields and magnetic inductions in the vicinity of the crack tip are derived. Field intensity factors and energy release rate for piezoelectromagnetic material are obtained. The stresses, electric displacements and magnetic inductions at the crack tip show the traditional square root singularities; and the electric field intensity factor (EFIF) and the magnetic field intensity factor (MFIF) are always zero.     

波形钢腹板-钢管混凝土桁式弦杆组合梁桥疲劳性能

为研究波形钢腹板-钢管混凝土桁式弦杆组合梁的热点应力分布规律、疲劳性能演化和疲劳破坏形式，开展了波形钢腹板-钢管混凝土(CSW-CFST)桁式弦杆组合梁和波形钢腹板-钢管(CSW-ST)桁式弦杆组合梁疲劳性能试验和有限元分析；研究了CSW-CFST和CSW-ST桁式弦杆组合梁疲劳性能的异同，分析了弦杆内混凝土改善组合梁疲劳性能的本质原因，探讨了CSW-CFST桁式弦杆组合梁疲劳寿命的评价方法，并将采用美国石油协会(API)、国际管结构发展与研究委员会(CIDECT)和挪威船级社(DNV)设计标准所得CSW-CFST桁式弦杆组合的梁疲劳寿命分别与试验结果进行了对比。研究结果表明:采用线性外推方式得到的CSW-CFST桁式弦杆组合梁热点应力为二次外推方式所得的1.036倍，偏安全角度考虑，CSW-CFST桁式弦杆组合梁热点应力宜采用线性外推求解；组合梁斜腹板段热点应力明显大于直腹板段，最大热点应力出现在斜腹板与圆弧过渡段相交处，相较于CSW-ST桁式弦杆组合梁，弦杆内混凝土能使CSW-CFST桁式弦杆组合梁热点应力下降26.8%，但热点应力分布规律不变；建议将疲劳裂缝萌生时刻对应的反复加载次数定义为CSW-CFST桁式弦杆组合梁的疲劳寿命；弦杆内混凝土能够延缓疲劳裂缝沿壁厚和长度方向的扩展速度，可使CSW-CFST桁式弦杆组合梁的疲劳寿命提高61.5%，但不改变组合梁的疲劳破坏模式和疲劳裂缝类型；采用DNV所得CSW-CFST桁式弦杆组合的梁疲劳寿命与试验结果间的误差最小，不超过26.4%，建议采用DNV给出的钢管相贯节点疲劳设计应力(S)-疲劳寿命(N)曲线初步计算CSW-CFST桁式弦杆组合梁的疲劳寿命。      

基于遗传算法的列车端部桁架优化设计

为实现列车端部桁架优化设计,提出了一种将ANSYS和遗传算法有机结合的优化设计方法,该方法是将模型用批处理命令流（APDL）描述,在命令流文件中定义优化目标,设计变量及约束条件,然后遗传算法（GA）把ANSYS的前处理模块作为计算黑箱进行后台调用,从而对吸能结构进行优化设计．以桁架为应用对象,给出了该方法对桁架吸能结构优化设计的全过程,证实把遗传算法引入复杂结构的大规模优化计算是可行的．     

Fracture Mechanics for a Mode Ⅲ Crack in a Piezoelectromagnetic Material

Analytical solutions for a Griffith crack inside an infinite piezoelectromagnetic medium under combined mechanical-electrical-magnetic loadings are formulated using integral transform method. The singular stress, elec tric and magnetic fields in the piezoelectromagnetic material are obtained by the theory of linear piezoelectromagneticity. Fourier transforms are used to reduce the mixed boundary value problems of the crack, which is as sumed to be permeable, to dual integral equations. The solution of the dual integral equations is then expressed analytically. Expressions for strains, stresses, electric fields, electric displacements, magnetic fields and magnetic inductions in the vicinity of the crack tip are derived. Field intensity factors and energy release rate for piezoelectromagnetic material are obtained. The stresses, electric displacements and magnetic inductions at the crack tip show the traditional square root singularities; and the electric field intensity factor （EFIF） and the magnetic field intensity factor （MFIF） are always zero.