Euler方程解的间断面的虚拟区域方法

用高分辨率激波捕捉格式求解Euler方程时,不可避免地会用到间断面两侧的点,从而在间断面附近发生数值耗散,降低分辨率.此文应用一种虚拟区域,将LevelSet方法与高分辨率激波捕捉方法结合起来求解Euler方程,不使用间断面两侧的点,从而提高了分辨率.通过激波管问题的数值实验,可以看到这种方法的优越性.     

含分数阶导数微分方程的数值求解

基于精细积分方法,结合差分格式,提出了含有分数阶导数微分方程的数值求解方法,并对含有分数导数的一阶和二阶微分方程进行求解.所论方法首先引入差分格式,将含有分数阶导数的一阶和二阶微分方程变为一阶的常微分方程,然后再用精细积分方法逐步积分进行求解.文中不仅给出了详细的理论推导,而且还给出了相关的数值算例.数值算例对不同的分数阶微分方程进行了讨论,探讨了不同的分数阶和时间步长对计算结果的影响,并将计算结果与文献中相关算法的计算结果进行了比较.数值结果表明了所提的求解策略在求解分数阶导数模型时的可行性,以及较高的计算精度和较好的稳定性.     

含分数阶导数微分方程的数值求解

基于精细积分方法,结合差分格式,提出了含有分数阶导数微分方程的数值求解方法,并对含有分数导数的一阶和二阶微分方程进行求解.所论方法首先引入差分格式,将含有分数阶导数的一阶和二阶微分方程变为一阶的常微分方程,然后再用精细积分方法逐步积分进行求解.文中不仅给出了详细的理论推导,而且还给出了相关的数值算例.数值算例对不同的分数阶微分方程进行了讨论,探讨了不同的分数阶和时间步长对计算结果的影响,并将计算结果与文献中相关算法的计算结果进行了比较.数值结果表明了所提的求解策略在求解分数阶导数模型时的可行性,以及较高的计算精度和较好的稳定性.     

三维地震数据的一种转换与存储技术

标准地震资料数据是以SEG Y文件流的方式存储的,直接使用这种格式的数据进行三维地震解释,会使系统的大部分资源耗费在SEG Y格式数据转换上.为了提高数据的访问效率,必须对这种数据进行格式转换,并以能够高效访问的文件的形式存储在硬盘上,访问时以数据页的格式调入内存.详细论述了数据格式的转换方法,同时对存储和访问技术给出了具体实现.     

二次B样条曲线的反问题求解

本文给出二次均匀 B 样条曲线反问题解法的两种计算格式,并给出稳定性分析;导出二次非均匀 B 样条曲线的矩阵表达式及反问题求解方法.     

考虑土体参数空间变异性的边坡极限平衡法求解

为考察土体参数空间变异性条件下极限平衡法用于求解边坡稳定问题的适应性,用极限平衡法计算了边坡截面的稳定性.采用K-L方法确定边坡土体的空间样本取值,生成空间随机场;用瑞典圆弧法、简化Bishop法、Morgenstern-Price法和Spencer法对边坡截面的安全系数进行了计算比较.此外,对一个边坡的概率失稳进行了分析.计算结果表明:简化Bishop法、Morgenstern-Price法和Spencer法得到的安全系数值非常接近,总体上比瑞典圆弧法的计算结果好;对于圆弧滑面边坡,为简化求解,可用简化Bishop方法代替Morgenstern-Price方法;同时用边坡安全系数和破坏概率2个指标,能使边坡安全评价更具定量化表述.      

一种悬索桥静力分析的解析元法

将悬索桥的主缆简化为具有拉伸刚度的质点系,给出了缆索结构2维解析元法的基本方程和求解方法,单元间的作用力与坐标变化的关系可以用解析法得到,对所得到的反映结构特性的质点系方程组进行力的平衡迭代,求解方程组.采用自动的动态可变步长的迭代方法,能够提高计算效率,保证收敛.这种方法既考虑了几何非线性,又适用于材料非线性的计算,比有限元法优越之处还在于,它不用求解线性方程组,所以适用范围广,允许求解多自由度的几何可变体系,而有限元法在求解此类问题时经常不收敛.     

一种求解板壳非线性问题的有效解法

求解板壳非线性问题以往常用近似方法,但解的精度不高,求解过程繁琐,笔者在前期研究的基础上,以四边固支扁壳为例说明了解法导出步骤,归总结出了求解板壳非线性问题的解析数值方法,实算表明,该法对求解板壳非线性问题极为有效。     

基于粒子群和蚁群算法的边界层微分方程求解

沿竖壁自然对流边界层微分方程组速度和温度均耦合,在打靶法中应用Newton求根的方法解对应的相似性微分方程组时对初值选择要求较高,在根值附近收敛变慢.将微分方程边值问题转化为初值问题求解的打靶过程可看作优化设计问题,用优化设计算法求解.将基于生物群信息传递规则和觅食规则提出的粒子群算法和蚁群算法应用到打靶法的求解过程中,并与其它优化算法计算结果进行了比较.结果表明,粒子群算法和蚁群算法用于沿变壁温竖壁自然对流层流边界层微分方程求解是可行的,计算过程稳定,对初值选择不敏感.     

考虑二阶效应梁柱瞬态分析的传递矩阵法

压弯构件承受较大轴力时,其表现出的明显的二阶效应直接影响结构刚度及动力特性,为计算计及二阶效应的梁柱结构的瞬态响应,提出了一种传递矩阵方法.该方法采用Newmark-β法,对考虑二阶效应的Euler-Bernoulli梁的动力偏微分方程进行时域离散,将其变换为常微分方程,并利用常数变易法对微分方程进行求解,得到位移增量在连续空间内的解析解.结合传递矩阵法的基本原理,推导了离散时间瞬态分析的增量传递矩阵格式,给出了计及二阶效应的梁柱结构瞬态响应的计算方法.算例计算结果表明,在计算精度相同的情况下,所提出的方法的计算效率是ANSYS的3.57倍,并可方便地对移动荷载作用下结构的动力响应进行求解.      

砼徐变系数拟合与共轭斜量法求解

根据砼的徐变特性,选用指数函数作为基函数,构造了最普遍的Dirichlet级数形式来拟合徐变系数.针对拟合过程中实际变量多于未知变量的特点,应用共轭斜量法求解法方程组,在此基础上对文献中提供的砼徐变试验数据进行了拟合,拟合结果与试验数据吻合良好,并讨论了Dirichlet级数形式中初始值的选取要求.     

砼徐变系数拟合与共轭斜量法求解

根据砼的徐变特性,选用指数函数作为基函数,构造了最普遍的Dirichlet级数形式来拟合徐变系数.针对拟合过程中实际变量多于未知变量的特点,应用共轭斜量法求解法方程组,在此基础上对文献中提供的砼徐变试验数据进行了拟合,拟合结果与试验数据吻合良好,并讨论了Dirichlet级数形式中初始值的选取要求.     

多尺度稀疏电能质量扰动识别方法

针对传统电能质量扰动识别中存在数据量大、扰动特征依赖主观选择的问题，提出一种多尺度稀疏电能质量扰动深度识别方法. 首先，构建电能质量的多尺度稀疏模型，通过对扰动信号平稳小波多尺度变换获得扰动的低高频信息；然后，对其压缩采样获得降维的测量数据，并在此基础之上，应用正交匹配追踪算法求取各层稀疏系数组成稀疏向量，将稀疏向量输入深度置信网络，实现扰动的智能识别；同时，为进一步提高网络识别的准确性，采用交叉熵算法完成对网络隐含层数、学习率等参数寻优；最后，为验证所述方法的有效性，针对几类典型的单一扰动和复合扰动信号进行大量仿真试验. 结果表明:在理想环境和噪声环境下，针对七类典型单一扰动，平均识别率达到99.0%和96.71%以上；针对13类多重扰动，平均识别到达97.69%和94.62%以上.      

可转换债券定价模型的RBF数值解

基于相机权益分析方法,建立了信用风险影响下的可转换债券定价模型及相应的初边值条件,并采用径向基配置法对该定价模型进行了数值求解.通过数值模拟讨论了信用风险对可转换债券价值的影响,并对桂冠转债的定价作了实证研究.结果表明,考虑信用风险的可转换债券定价模型能有效地提高定价精度.     

快速多极多域虚边界元法解不同材料组合结构

将快速多极算法和广义极小残值法（GMRES）的基本思想运用于虚边界元法的方程求解中,并构造了多域组合问题虚边界元法的快速多极展开的实施思路,且将此方法用于不同材料组合结构问题的求解.采用此方法能够使得原问题方程组求解的计算耗时量和储存量降至与所求问题的计算自由度数成线性比例.数值算例验证了方法的可行性、计算精度和计算效率.     

航天器有限推力轨道转移的轨迹优化方法

为使小推力发动机航天器在航行中实现轨道快速机动并有效节省燃料,提出了基于拟谱法的航天器轨道转移轨迹优化方法.采用改进的赤道轨道根数,基于高斯动力学方程建立了航天器轨道转移过程的数学模型,克服了经典轨道根数当偏心率为0, 或者轨道倾角为0 或90时的奇异问题,给出了航天器轨道转移燃料最优性能指标函数以及终端约束和路径约束条件;采用拟谱法,将原始的连续最优控制问题转化为非线性规划问题;利用SNOPT(sparse nonlinear optimizer)算法求解最优轨迹,并提出了具体设计步骤和方法. 仿真结果表明:与fmincon优化方法相比,发动机最大推力为20 N时,本文的优化方法寻优时间减少61%,节省燃料18%.      

考虑对地航速和航向的船舶典型轨迹提取方法

基于船舶自动识别系统(Automatic Identification System, AIS)数据的船舶典型轨迹挖掘需要经过两个重要步骤，一是压缩 AIS 数据，二是聚类压缩后的 AIS 数据。传统的DP(DouglasPeucker)压缩算法，只考虑船舶轨迹的压缩形状，忽视了船舶航行中其他重要信息。为解决此问题，把对地航速和航向加入到DP算法的压缩过程中。在AIS轨迹聚类方面，传统谱聚类方法只对船舶轨迹的位置进行相似性度量，没有考虑船舶轨迹的其他维度，针对此问题，提出多属性轨迹相似性度量方法。由于不同的输入参数影响着最终的聚类质量，引入Calinski-Harabasz指标评价谱聚类算法，实现聚类参数的自适应选择。利用山东威海水域的实际AIS数据进行实例研究，并与传统谱聚类算法做比较实验。实验结果表明，利用该方法提取到的典型轨迹符合真实水域的交通情况，相较于传统谱聚类方法具有更高的聚类质量。     

Robust Parameter Coordination for Multidisciplinary Design

Introduction The essence of multidisciplinary design pro-cess is how to coordinate all the constraints dis-tributed in various disciplines to maintain the con-sistency between product specifications and designvariables. The functions of coordination are to findpotential conflicts, and to provide valid solutions.Young et al[1,2]studied constraint network formodeling and developed several applicable con-straint systems[3-5]. Kannapan et al[6]introduced adesign diagram to represent parametric des…     

Improved Parallel Three-List Algorithm for the Knapsack Problem without Memory Conflicts

Based on the two-list algorithm and the parallel three-list algorithm, an improved parallel three-list algorithm for knapsack problem is proposed, in which the method of divide and conquer, and parallel merging without memory conflicts are adopted. To find a solution for the n-element knapsack problem, the proposed algorithm needs O（2^3n/8） time when O（2^3n/8） shared memory units and O（2^n/4） processors are available. The comparisons between the proposed algorithm and 10 existing algorithms show that the improved parallel three-fist algorithm is the first exclusive-read exclusive-write （EREW） parallel algorithm that can solve the knapsack instances in less than O（2^n/2） time when the available hardware resource is smaller than O（2^n/2） , and hence is an improved result over the past researches.     

基于TQWT和稀疏表示的滚动轴承故障诊断方法

基于稀疏表示理论,提出了一种采用可调品质因子小波变换(TQWT)的滚动轴承故障诊断新方法,分析了包含早期故障成分的原始采集振动信号的特点和早期故障信号的特性,研究了稀疏表示模型在解决故障特征提取问题和故障类型识别问题的应用;运用TQWT将原始信号转换为一组子带小波系数集,研究了利用迭代收缩阈值算法提取出稀疏小波系数的有效性和谱峭度对故障冲击信号敏感的特性,通过计算各子带信号分量的谱峭度,选取包含故障信息明显的子带小波系数,建立了包含稀疏故障信号分量的故障特征提取方法;利用提取出的故障信号稀疏表示分类模型,实现了基于稀疏表示的滚动轴承故障诊断方法。试验结果表明:在凯斯西储数据集上,提出的故障特征提取方法在剔除干扰成分方面有显著效果,提出方法对于4种类型数据的平均诊断准确率为99.83%,对于10种类型数据的平均诊断准确率为97.73%;与只运用TQWT和迭代收缩阈值算法进行故障特征提取的方法相比,故障诊断精度提高了11.60%,算法运行时间减小8%;在QPZZ-Ⅱ旋转机械平台采集到的振动数据集上,提出的方法对于4种类型数据的平均诊断准确率为100%;与传统小波去噪方法相比,准确率提高了35.67%,算法运行时间减小了7.25%。可见,本文提出的方法可以有效解决滚动轴承故障诊断问题。