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有限元问题的并行求解 被引量:4
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作者 王建一 张卫 王殿富 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第2期37-40,共4页
根据有限元结构的特点,可以使总体有限元网格成为一列覆盖结构,并利用单元内部计算的独立性,实现了有限元方程的并行求解.文中的两个并行计算过程实现了树形结构的递归计算,描述了有限元问题的并行求解过程.
关键词 并行算法 多层网格 有限元法
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在多层网格区域分裂并行计算中虚拟边界条件预测算法 被引量:2
2
作者 郭庆平 章社生 卫加宁 《数值计算与计算机应用》 CSCD 北大核心 2000年第4期287-293,共7页
We propose a virtual boundary condition forecast algorithm for multi grid parallel competing, and derive a forecast function formula in this paper. Numerical results of one and two-dimension boundary condition problem... We propose a virtual boundary condition forecast algorithm for multi grid parallel competing, and derive a forecast function formula in this paper. Numerical results of one and two-dimension boundary condition problems obtained with the algorithm in a PVM network competing environment show that the algorithm has high parallel efficiency. 展开更多
关键词 边值问题 区域分裂 并行计算 多层网格 边界条件
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一种快速自适应LBM多层网格生成方法
3
作者 何鹏 王良军 +1 位作者 张武 朱文浩 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2024年第12期136-151,共16页
基于笛卡儿网格的格子Boltzmann方法具有降低计算复杂度,易于自适应和处理复杂边界条件等优势,然而非贴体的特性导致在计算复杂几何或复杂流动时通常需要过大的网格量.为了缓解这个问题,对复杂几何进行局部的网格加密是一个有效的手段.... 基于笛卡儿网格的格子Boltzmann方法具有降低计算复杂度,易于自适应和处理复杂边界条件等优势,然而非贴体的特性导致在计算复杂几何或复杂流动时通常需要过大的网格量.为了缓解这个问题,对复杂几何进行局部的网格加密是一个有效的手段.其中,实现局部网格加密的关键在于快速网格生成和不同尺度网格之间的映射关系.本文通过设计新的数据结构和基于射线交点算法,提出了一种新的快速网格生成算法,并将其应用在两种基本单元下的多层网格格子Boltzmann方法中,从而进一步发展高效的网格生成技术.考虑射线法的算法特性,经预处理后的射线,通过新的数据结构可大幅度减少需要检索的物面单元数量.对于两种基本单元下的几何自适应多层网格,格心格式通过叉树结构构建不同层之间的网格映射关系,格点格式通过背景网格重叠确定映射关系.在两种格式的网格结果中,格心格式的多层网格受加密次数的影响相对较小,在加密9次的千万网格点量级下达到约589万个/s网格点的生成效率.格点格式受加密次数的影响较大,但在千万量级下仍达到约66万个/s网格点的生成效率,比目前已有方法提高了约40倍的效率.最后通过二维圆柱绕流、三维圆球绕流和三维潜艇的绕流求解验证了网格算法的准确性. 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN方法 快速网格生成 多层网格 数据结构
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格子Boltzmann方法多层网格负载均衡算法优化研究
4
作者 何鹏 王良军 +1 位作者 张武 朱文浩 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3097-3110,共14页
基于格子Boltzmann方法的多层网格局部加密技术,通过多尺度网格计算不同层次的流动特征,避免了单层均匀笛卡尔网格中的低效率与计算资源的浪费,但仍存在并行性能上的不良影响.本文考虑并行计算中的负载均衡效应,从单层网格出发,通过考... 基于格子Boltzmann方法的多层网格局部加密技术,通过多尺度网格计算不同层次的流动特征,避免了单层均匀笛卡尔网格中的低效率与计算资源的浪费,但仍存在并行性能上的不良影响.本文考虑并行计算中的负载均衡效应,从单层网格出发,通过考虑多层网格的运算特点来研究基于负载均衡的网格划分方法.同时,将网格划分与程序实现进行分离,在单层和多层网格中均完成了任意网格划分下的并行计算.在单层网格中,以二维血管流动的不同并行策略为例,研究了负载量划分与不同进程的各自时间开销的关系.在多层网格中,首先论述了多尺度网格在运算顺序上的特征,其次以三种不同的多层网格验证二维翼型绕流的计算结果,最后在每种网格中均使用三种不同的网格划分方法进一步探讨负载均衡与时间开销的关系.在128核的高性能计算平台上进行并行性能测试,强可扩展性可达到60%左右,弱可扩展性可达到82.78%.这种高可扩展性结果表明本文通过改进负载均衡性能,明显提升了多层网格计算中的并行性能. 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN方法 多层网格 大规模并行计算 负载均衡
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单层缓冲区多层网格的格子Boltzmann方法
5
作者 杨子韬 王良军 +2 位作者 朱文浩 丁虎 张武 《上海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期473-490,共18页
针对多层网格格子Boltzmann方法(lattice Boltzmann method,LBM),发展了一种无需时间插值的、基于单层缓冲区的粗细网格信息传递优化算法.该算法利用四叉树结构,构建不同层级格点之间的父子关系,简化了粗细网格交界面上的分布函数转换,... 针对多层网格格子Boltzmann方法(lattice Boltzmann method,LBM),发展了一种无需时间插值的、基于单层缓冲区的粗细网格信息传递优化算法.该算法利用四叉树结构,构建不同层级格点之间的父子关系,简化了粗细网格交界面上的分布函数转换,可以充分发挥LBM的局部性与并行性.基于该算法开发了一套通用的多层网格LBM并行程序,对顶盖驱动方腔流、点声源扩散、NACA0012翼型绕流问题进行了数值计算,计算结果验证了该算法和程序的有效性及其良好的加速比、效率和可扩展性等并行性能.与标准LBM相比,本文基于单层缓冲区的多层网格LBM在计算稳定性、收敛速度和计算效率等方面具有明显优势. 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN方法 单层缓冲区 多层网格 并行计算 性能评估
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基于无线传感器网络的Sybil攻击检测方案
6
作者 江超 《化工自动化及仪表》 CAS 北大核心 2010年第11期95-98,共4页
在无线传感器网络中,Sybil攻击是一种难于检测又危害极大的攻击方式。本文对Sybil攻击进行研究后,提出了一种基于多层网格的Sybil攻击检测方案。根据Sybil攻击节点身份的多变性的特性,用多层网格技术对其物理位置进行初步确定,再利用网... 在无线传感器网络中,Sybil攻击是一种难于检测又危害极大的攻击方式。本文对Sybil攻击进行研究后,提出了一种基于多层网格的Sybil攻击检测方案。根据Sybil攻击节点身份的多变性的特性,用多层网格技术对其物理位置进行初步确定,再利用网格内节点间的密钥技术对Sybil节点进行确认。仿真结果表明,此方案能够很好地检测Sybil攻击,并且在内存使用率和网络扩展性方面也很适合无线传感器网络。 展开更多
关键词 无线传感器网络 SYBIL攻击 多层网格
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基于LSTM循环神经网络的故障时间序列预测 被引量:346
7
作者 王鑫 吴际 +3 位作者 刘超 杨海燕 杜艳丽 牛文生 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期772-784,共13页
有效地预测使用阶段的故障数据对于合理制定可靠性计划以及开展可靠性维护活动等具有重要的指导意义。从复杂系统的历史故障数据出发,提出了一种基于长短期记忆(LSTM)循环神经网络的故障时间序列预测方法,包括网络结构设计、网络训练和... 有效地预测使用阶段的故障数据对于合理制定可靠性计划以及开展可靠性维护活动等具有重要的指导意义。从复杂系统的历史故障数据出发,提出了一种基于长短期记忆(LSTM)循环神经网络的故障时间序列预测方法,包括网络结构设计、网络训练和预测过程实现算法等,进一步以预测误差最小为目标,提出了一种基于多层网格搜索的LSTM预测模型参数优选算法,通过与多种典型时间序列预测模型的实验对比,验证了所提出的LSTM预测模型及其参数优选算法在故障时间序列分析中具有很强的适用性和更高的准确性。 展开更多
关键词 长短期记忆(LSTM)模型 循环神经网络 故障时间序列预测 多层网格搜索 深度学习
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网格体系结构研究 被引量:11
8
作者 王晓斌 才书训 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2005年第12期3281-3284,3337,共5页
通过对国内外网格体系结构的深入研究,揭示了网格体系结构的发展历程,使读者对网格体系结构有一个清晰整体的认识。描述了3个最具代表性的网格体系结构,对网格计算的进一步发展有一定的指导意义。
关键词 网格计算 网格体系结构 多层网格体系结构 开放网格服务体系结构 WEB服务资源框架
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基于MG-GMRES算法的图像超分辨率重建 被引量:5
9
作者 韩玉兵 束锋 +1 位作者 孙锦涛 吴乐南 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期1028-1034,共7页
提出了一种基于多层网格(MG)和广义极小残余(GMRES)算法相结合的图像超分辨率重建快速算法.首先采用正则化方法给出图像超分辨率重建模型;然后在系统介绍MG和GMRES算法的基础上,针对图像超分辨率重建中非对称线性稀疏方程的求解,提出多... 提出了一种基于多层网格(MG)和广义极小残余(GMRES)算法相结合的图像超分辨率重建快速算法.首先采用正则化方法给出图像超分辨率重建模型;然后在系统介绍MG和GMRES算法的基础上,针对图像超分辨率重建中非对称线性稀疏方程的求解,提出多层网格-广义极小残余(MG-GMRES)算法;详细讨论了MG-GMRES算法的光滑、限制、插值操作以及计算复杂度.实验研究表明该算法的重建结果相当有效,与MG、GMRES和Richardson迭代相比,具有更快的收敛速度. 展开更多
关键词 图像处理 超分辨率重建 多层网格算法 广义极小残余算法 多层网格-广义极小残余算法
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几类典型网格下三维弹性问题的代数多层网格法 被引量:3
10
作者 肖映雄 周志阳 舒适 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期11-18,共8页
有限元方法是数值求解三维弹性问题的一类重要的离散化方法。在有限元分析中,网格的几何形状及网格质量会对有限元离散代数系统的求解产生很大影响。该文系统研究了几类典型网格对几种常用AMG法计算效率的影响,并进行了详细的性能测试... 有限元方法是数值求解三维弹性问题的一类重要的离散化方法。在有限元分析中,网格的几何形状及网格质量会对有限元离散代数系统的求解产生很大影响。该文系统研究了几类典型网格对几种常用AMG法计算效率的影响,并进行了详细的性能测试与比较。利用容易获知的部分几何与分析信息(如方程类型,节点自由度信息),再结合经典AMG法中的网格粗化技术,设计了具有更好计算效率和鲁棒性的AMG法。数值试验结果验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 三维弹性问题 代数多层网格 各向异性网格 自适应网格 预处理
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多层网格法在地下水水流计算中的应用 被引量:3
11
作者 李铎 万力 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 1995年第2期1-4,共4页
本文详细介绍了多层网格法的基本原理和方法.通过一个理想模型的计算,发现多层网格法具有比普通迭代法效率高,收敛速度与网格步长无关的特点,并将该方法应用于濮阳市地下水资源价中。
关键词 多层网格 数学模型 地下水 水流计算
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三维椭圆问题三次有限元方程的代数多层网格法 被引量:3
12
作者 张红梅 肖映雄 舒适 《数值计算与计算机应用》 CSCD 2008年第4期277-290,共14页
通过分析三次有限元空间与线性有限元空间之间的关系,提出了一种求解三维椭圆问题三次有限元方程的两水平方法.然后,通过调用现有的代数多层网格(AMG)法求解粗水平方程,建立了求解三次有限元方程的AMG法,并对其收敛性进行了严格的理论分... 通过分析三次有限元空间与线性有限元空间之间的关系,提出了一种求解三维椭圆问题三次有限元方程的两水平方法.然后,通过调用现有的代数多层网格(AMG)法求解粗水平方程,建立了求解三次有限元方程的AMG法,并对其收敛性进行了严格的理论分析.数值实验结果表明,本文设计的AMG方法对求解三维椭圆问题三次有限元方程具有很好的计算效率和鲁棒性. 展开更多
关键词 代数多层网格 三次元 两水平方法 四面体剖分
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三维弹性问题高次有限元方程的代数多层网格法 被引量:3
13
作者 肖映雄 张红梅 舒适 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期995-1000,1015,共7页
有限元法是数值求解三维弹性问题的一类重要的离散化方法,高次有限元又是其中的一类常用有限元。由于高次元对问题具有更好的逼近效果及具有某些特殊的优点,如能解决弹性问题的闭锁现象(Poisson’s ratiolocking),使得它们在实际计算中... 有限元法是数值求解三维弹性问题的一类重要的离散化方法,高次有限元又是其中的一类常用有限元。由于高次元对问题具有更好的逼近效果及具有某些特殊的优点,如能解决弹性问题的闭锁现象(Poisson’s ratiolocking),使得它们在实际计算中被广泛使用。但与线性元相比,它具有更高的计算复杂性。通过分析高次有限元空间与线性有限元空间之间的关系,提出了一种求解三维弹性问题高次有限元方程的两水平方法,然后,通过调用现有的代数多层网格法求解粗水平方程,建立了求解高次有限元方程的AMG法。数值实验表明,本文设计的AMG法对求解三维弹性问题高次有限元方程具有很好的计算效率和鲁棒性。 展开更多
关键词 代数多层网格 高次有限元 三维弹性问题 四面体剖分
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代数多层网格法及其在固体力学计算中的应用研究 被引量:1
14
作者 张平 肖映雄 舒适 《湘潭大学自然科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期50-64,共15页
代数多层网格(AMG)法是求解由弹性力学方程有限元离散化所得大型代数系统的最为有效的数值方法之一.该文对弹性有限元分析中的AMG法的研究进展及其相关应用领域进行了综述,着重介绍了网格粗化、插值算子及光滑迭代子等几个要素对AMG法... 代数多层网格(AMG)法是求解由弹性力学方程有限元离散化所得大型代数系统的最为有效的数值方法之一.该文对弹性有限元分析中的AMG法的研究进展及其相关应用领域进行了综述,着重介绍了网格粗化、插值算子及光滑迭代子等几个要素对AMG法在运算效率和鲁棒性(robustness)等方面的影响,并提出了今后进一步研究的方向和内容. 展开更多
关键词 弹性力学方程 代数多层网格 有限元 插值算子 网格粗化 非结构网格
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用多层网格法解二维无粘跨音叶栅流动 被引量:2
15
作者 盛春华 王立成 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1989年第3期228-232,共5页
本文给出一种较有效的多层网格构成形式,并提出“预测—修正”壁面边界处理法。通过采用当地时间步和引入余差光滑处理法,进一步提高了格式的收敛性和稳定性。作为算例,本文对二维无粘跨音速叶栅流动求解,计算结果与试验数据对比表明,... 本文给出一种较有效的多层网格构成形式,并提出“预测—修正”壁面边界处理法。通过采用当地时间步和引入余差光滑处理法,进一步提高了格式的收敛性和稳定性。作为算例,本文对二维无粘跨音速叶栅流动求解,计算结果与试验数据对比表明,本算法收敛快和计算精度好。 展开更多
关键词 叶栅 流动 多层网格 跨音速流
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两类网格结构模型的预处理方法 被引量:1
16
作者 肖映雄 陈鹏 舒适 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期111-117,共7页
针对参考节点分别为q=3和q=4的网格结构模型,设计了两种预处理方法:以块对角逆为预条件子的共轭梯度法(BPCG)及以块下三角逆为预条件子的PGMRES法。数值结果表明,BPCG法对q=3具有很好的求解效率和鲁棒性,但对q=4的情形,特别是当α很小时... 针对参考节点分别为q=3和q=4的网格结构模型,设计了两种预处理方法:以块对角逆为预条件子的共轭梯度法(BPCG)及以块下三角逆为预条件子的PGMRES法。数值结果表明,BPCG法对q=3具有很好的求解效率和鲁棒性,但对q=4的情形,特别是当α很小时,其求解效率将变得很差。当α很小时,以块下三角逆为预条件子的PGMRES法对求解q=4的蜂窝状结构在计算CPU和算法稳定性等方面均全面占优。在这两种预处理方法中,利用了基于标量椭圆问题的GAMG法求各个子块矩阵的逆,以提高内迭代运算效率。近似连续方程的建立为内迭代方法的合理性提供了有效的理论支撑。 展开更多
关键词 网格结构 预条件子 代数多层网格 条件数 近似连续方程
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精细油藏模拟的一种线性求解算法 被引量:1
17
作者 李政 吴淑红 +4 位作者 李巧云 张晨松 王宝华 许进超 赵颖 《数值计算与计算机应用》 2018年第1期1-9,共9页
本文针对油藏数值模拟中黑油模型方程的各个物理量的性质,利用ABF解耦方法和子空间校正算法提出一种分裂型预条件子,并与Krylov子空间方法结合,设计了一种线性求解算法.我们基于某实际油田区块构建了粗、细两个油藏模型,并将它们模拟计... 本文针对油藏数值模拟中黑油模型方程的各个物理量的性质,利用ABF解耦方法和子空间校正算法提出一种分裂型预条件子,并与Krylov子空间方法结合,设计了一种线性求解算法.我们基于某实际油田区块构建了粗、细两个油藏模型,并将它们模拟计算得到的油产量与油田实际产量进行对比,结果表明精细油藏数值模拟对油田生产实践具有重要指导意义,开展面向精细油藏模拟的大规模数值算法研究是十分必要的.我们在台式工作站上使用所设计的线性求解算法测试了SPE10标准算例及由其拼接而成的千万网格规模算例,计算结果表明该算法能有效求解大规模油藏模拟问题. 展开更多
关键词 精细油藏数值模拟 多层网格 KRYLOV子空间方法 多阶段预条件技术
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一个偏微分方程计算的新平台-UG
18
作者 江军 朱少茗 舒适 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2005年第3期63-66,共4页
UG(UnstructuredGrids)是近几年成熟起来的一个计算偏微分方程的软件平台。它实现了二维、三维非结构网格的自适应局部加密,结合了多层网格计算方法,具有串行程序向并行程序平滑过渡的特点,是数值仿真和数值算法研究的有利工具。论文简... UG(UnstructuredGrids)是近几年成熟起来的一个计算偏微分方程的软件平台。它实现了二维、三维非结构网格的自适应局部加密,结合了多层网格计算方法,具有串行程序向并行程序平滑过渡的特点,是数值仿真和数值算法研究的有利工具。论文简要介绍了该软件的一般情况,着重分析了软件的基本数据结构、多层网格思想和并行机制,并对UG在我国的应用进行了展望。 展开更多
关键词 UG DDD PDE数值仿真 网格局部自适应 多层网格算法
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黏弹性流体流动的V循环多层网格法 被引量:1
19
作者 张宏伟 鲁祖亮 《延安大学学报(自然科学版)》 2007年第2期9-14,共6页
对于服从Oldroyd B型本构律的黏弹性流体流动建立了一种V循环多层网格方法,并分析了V循环多层网格方法解的存在性和它的误差估计。应力、速度和压力分别采用不连续分片k次多项式Pk、连续分片k+1次多项式Pk+1和连续分片k次多项式PK(k>... 对于服从Oldroyd B型本构律的黏弹性流体流动建立了一种V循环多层网格方法,并分析了V循环多层网格方法解的存在性和它的误差估计。应力、速度和压力分别采用不连续分片k次多项式Pk、连续分片k+1次多项式Pk+1和连续分片k次多项式PK(k>0)。 展开更多
关键词 黏弹性流体流动 V循环多层网格 收敛性分析
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非线性方程的单调收敛多层网格法
20
作者 马亚南 《工程数学学报》 CSCD 1989年第2期94-97,共4页
1.引言 在偏序Banach空问中,Kantorovich[2]证明了用保序算子迭代可以生产单调收敛序列的结果,本文证明了时反序算子亦然,并与多层网格法相结合得到了单调收敛的多层网格法,还给出了这些结果对积分方程的应用。数值结果表明这一方法效... 1.引言 在偏序Banach空问中,Kantorovich[2]证明了用保序算子迭代可以生产单调收敛序列的结果,本文证明了时反序算子亦然,并与多层网格法相结合得到了单调收敛的多层网格法,还给出了这些结果对积分方程的应用。数值结果表明这一方法效果良好。 展开更多
关键词 非线性方程 单调收敛 多层网格
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