蒙特卡罗临界计算全局计数效率新算法研究

为提高蒙特卡罗临界计算时全局计数的整体效率, 对比分析了新提出的均匀计数密度算法、均匀径迹数密度算法和原有的均匀裂变点算法. 以大亚湾核反应堆pin-by-pin模型的全局体平均通量计数和中子沉积能计数为例, 前两种算法较均匀裂变点算法都获得了整体效率的提高. 上述算法已经在自主开发的并行蒙特卡罗输运程序JMCT上予以实现.     

基于发射率偏差约束的多光谱真温反演算法

基于二次测量的多光谱辐射测温反演算法由于无需事先假设发射率模型而受到广泛关注,但需要较长的迭代时间,并且需要设定合适初始温度和发射率范围。为此提出了基于发射率偏差约束的多光谱真温反演算法。将二次测量法中发射率连续迭代转变为发射率偏差约束后迭代,拟合了光谱发射率偏差和温度偏差之间的函数关系,依据此函数关系确定每次迭代所产生的发射率偏差,从而迅速减小发射率搜索范围,提高计算效率。针对四种光谱发射率模型的仿真结果表明,与二次测量法相比,新算法无需设定温度初值范围,在保证反演精度的前提下,运算效率提高60%以上。     

基于机器学习XGBoost算法的跨音速离心压气机扩压器气动优化设计

本文以某跨音速离心压气机扩压器为研究对象,提出了一种叶型参数化方法和优化流程,采用机器学习XGBoost算法以及全局寻优模型对其进行了气动优化。研究结果表明,该回归优化模型可以在较少的迭代步数内获得全局最优解,优化速度比传统代理模型具有显著的提升,优化精度与CFD仿真结果相当。优化后的扩压器能够在保证离心压气机压比基本不变的条件下,峰值效率提高1.03%,稳定裕度提高4.79%,对优化后扩压器内部流动进行了分析,讨论了不同设计参数对离心压气机的影响,为离心压气机扩压器设计提供了指导。     

布里渊散射谱参数提取问题的混合优化算法研究与应用

提出了一种将Particle Swarm Optimization(PSO)算法和Levenberg-Marquardt(LM)算法按概率混合优化的新算法,将其用于Pseudo-Voigt型布里渊散射谱以提高其拟合度和频移提取精度。新算法以PSO算法为主框架,首先用PSO算法进行全局搜索,在优化一定次数后每次优化随机产生一个概率rand(0,1),若rand(0,1)小于或等于事先设定的概率P,则把PSO算法得到的最优解作为LM算法的初值进行局部深度搜索,将LM算法得到的最优解替换先前PSO算法的最优解,继续使用PSO算法进行全局搜索;若rand(0,1)大于P则仍然用PSO算法搜索,等待下一次优化产生随机概率rand(0,1)进行判断,交替使用两种算法直至获得理想的全局最优解。仿真分析和实验表明,新算法克服了单一算法的缺点,提高了布里渊散射谱的拟合度和频移提取的精度,充分证明了新算法的实用性和可行性。     

基于新型混合场积分方程的半空间三维均匀介质目标电磁散射分析

利用介质半空间格林函数,将一种混合场积分方程(JMCFIE)推广应用到有耗半空间的均匀介质的散射分析中,以减少离散矩阵方程迭代求解时所需的迭代步数,提高矩量法(MoM)对半空间介质目标散射分析的求解效率.数值算例验证了方法的准确性和有效性.     

连续能量共轭加权蒙特卡罗动态参数计算

本文开展基于连续能量共轭加权蒙特卡罗的堆芯动态参数计算研究,这些参数主要包括缓发中子有效份额、瞬发中子代时间和瞬发中子衰减常数,在目前普遍采用的迭代裂变概率（IFP）的基础上,扩展原有IFP方法中共轭通量的选择,比较径迹长度估计、碰撞估计、吸收估计和tally记数估计的差别,及协方差和方差权重计算.同时,给出多个概率区间的动态参数分布范围,对迭代裂变概率法进行深入的研究,对比并给出下一代事件估计计数和不同中间代迭代裂变概率估计计数对计算结果的影响,从中得出合适的迭代代数.相关程序在计算完成后自动输出各种粒子分布状况统计.     

一种保持二阶精度的反距离加权空间插值算法

针对传统反距离加权（IDW）插值精度较低的缺陷,发展一种高精度插值算法.该插值算法采用迭代亏量校正技术（IDeC）对一次反距离加权插值结果进行修正,通过有限次迭代,理论上将计算精度提高至二阶.在基于结构化网格、非结构化网格的数值验证中,该插值算法的计算精度均保持在二阶左右.应用该算法针对二维圆形和三维球形界面重构时,算法提高了重构界面的光滑度,且计算精度保持为二阶.双层网格插值实验中,算法将速度和压力的绝对误差降低45%以上,得到的压力等值线更接近于初始场.     

自适应结构网格上扩散方程隐式时间积分算法及其应用

提出一种自适应结构网格(SAMR)上求解扩散方程的隐式时间积分算法.该算法从粗网格到细网格逐层进行时间积分,通过多层迭代同步校正保证粗细界面的流连续和计算区域的扩散平衡.分析算法复杂度,并给出评估算法低复杂度的准则.典型算例表明,相对于一致加密情形,本文算法能够在保持相同计算精度的前提下,大幅度降低网格规模和计算量,且具有低复杂度.将算法应用于辐射流体力学数值模拟中非线性扩散方程组求解,相对于一致加密网格,SAMR计算将计算量下降一个量级以上,计算效率提高33.2倍.     

加门限的一阶矩光斑质心探测方法

提出了加门限的滑动窗口一阶矩质心计算方法。在单帧图像内首先计算全局质心,并在全局质心处加上一定大小的窗口,在窗口内再次进行质心计算,判断相邻两次质心是否满足给定质心收敛条件,若不满足将窗口滑动到新的质心位置处,直至完全收敛。在不同的系统条件下,将滑动窗口一阶矩质心计算方法与传统的一阶矩方法在计算精度上进行了仿真及实验的比较。结果表明,滑动窗口一阶矩质心计算方法具有较高的计算精度,适合于高精度自适应光学系统中。     

基于GMA光流网络的二维变形测量数字图像相关法初值估计

提出一种利用深度学习提取散斑变形图像位移场的算法。对比几种主流光流网络模型在散斑图像上的计算精度,将全局运动聚合（GMA）光流网络引入数字图像相关法,使用光流网络模型预测的位移场作为亚像素迭代算法的初值,最后结合逆合成高斯-牛顿法计算散斑图像的亚像素位移场。结果表明,与几种主流的数字图像相关算法相比,GMA光流网络初值的计算精度和计算效率更高,适用于大变形测量,是一种兼顾计算速度和精度的变形测量算法。对木块材料进行压缩实验,结果充分显示了所提方法在散斑变形测量中的有效性。     

正则系综的变电荷分子动力学方法

在迭代变电荷方法的基础上加以改进得到适于正则系综的变电荷方法.利用正则系综的热浴方法补偿模拟过程中动能的衰减.分子动力学模拟的结果表明,改进的变电荷方法能够避免能量漂移问题,在相同的电荷精度条件下,所需的迭代次数减少,可提高计算效率.     

JMCT反应性微扰计算功能的实现

蒙特卡罗中子输运程序用于反应堆设计与安全分析计算及校验时,微小的反应性扰动容易被统计涨落所掩盖,因此一般通过微扰计算处理此类问题。基于微分算子方法在JMCT程序中实现了反应性微扰计算功能。为保证计算的精度,JMCT考虑了非源扰动的高阶效应以及一阶裂变源扰动效应。选取了具有全局扰动、局部扰动的快中子与热中子裂变系统对JMCT反应性微扰计算功能进行了测试。测试系统覆盖了正负反应性变化。     

任意界面下的整体迭代射线追踪方法研究

研究了一种适用于任意界面下射线追踪的新方法——整体迭代射线追踪法。首先,从射线在整条路径上满足Fermat原理出发,通过采用一阶Taylor展开等办法,推出一个求取射线校正量的正定三对角矩阵方程,从而实现整条射线路径的整体迭代计算。当整条射线路径上的校正量达到一定的精度要求时,认为射线追踪过程结束。模型计算表明,本方法计算速度快,其精度可根据需要来确定。为任意界面的地震层析成像提供了一种有效的射线追踪方法。     

LED显示屏色域边界的快速计算

为了快速计算出LED显示屏的色域边界,提出一种迭代求解映射线与色域边界交点进而拟合每个色相面内色域边界的算法。首先根据LED显示的色度学原理给出了颜色是否在LED显示屏色域内的判断方法。然后在CIELAB均匀颜色空间中,分析了迭代算法的原理,确定了迭代计算初始值,并进行了计算精度和速度分析。最后以D65为参照,在等色相面内进行了LED显示屏色域边界的拟合实验及色差分析。实验结果表明:11次迭代运算后,拟合色域边界已非常光滑,每条映射线上的色域边界点真实值和计算值最大色差仅为0.23。与插值类计算方法相比,最大色差值和计算速度分别降低和提高了一个数量级。本文算法在计算精度和速度上能够满足对LED显示屏进行色域分析和与其他显示设备进行色域映射的要求。     

JFNK方法在S N输运计算中的应用

JFNK(Jacobian-free Newton-Krylov)方法是一种求解非线性方程的高效迭代算法.传统输运计算中的负通量修正与k-特征值迭代使得原本线性的输运计算转变为非线性问题数值求解.为提高非线性输运问题的计算效率,将这两类非线性问题离散成残差形式的非线性方程组,并采用JFNK方法对其进行迭代求解.分析不同...     

相机位姿估计的加速正交迭代算法

面对需要实时计算的相机位姿估计问题,针对经典的广泛应用的正交迭代算法,提出了一种加速正交迭代算法。其关键思想是将每一次迭代过程规整化,从而提炼出每一次迭代的重复计算,若将此重复计算在迭代开始前提前计算,则可以大幅度的减少迭代过程中的计算量,使得每一次迭代的计算复杂度从O(n)降低为O(1)。因此,可以在更短的时间内迭代更多的次数,从而获得更高的精度。进行了对比实验,结果显示本加速算法计算精度更高,速度更快。并通过实验提出了选择稳健n点透视(RPn P)计算初值,再使用加速正交迭代算法进行迭代运算的方法,在控制点不多的情况下,是一种精度接近最大似然估计,计算速度最快的算法。     

应用AWE技术和等效偶极子法快速计算目标宽带RCS

将渐近波形估计(AWE)技术结合等效偶极子(EDM)法应用于任意三维导体目标宽带雷达散射截面(RCS)的快速计算.首先利用等效偶极子法实现阻抗矩阵的快速填充及其多阶导数矩阵的快速计算,并利用内外迭代近场预处理技术加速矩阵方程的求解,进而应用渐近波形估计技术实现宽带雷达散射截面(RCS)的快速计算.数值计算表明:本文方法在保证计算精度的前提下,提高了计算效率.     

确定裂变断点构形的一个模型

确定裂变核的断点构形是裂变物理中的一个重要问题.本文给出一个对一有缩颈的裂变核形状判断其是否会立即断裂的能量判据:在保持裂变核体积守恒和形状基本不变的条件下,如果核的形变能随其颈部变细而增加,则认为裂变核暂时不会断裂;反之,如果形变能随颈部变细而单调下降,则认为裂变核立即发生断裂.并采用适于描写颈部消失过程的形状参数化方法对²³⁵U（n,f）体系的几种质量分配的断后现象进行了统计模型的计算（入射中子能量从0—14Mev）,这包括碎片的平均动能;电荷分布和质量分布.计算结果均与实验符合较好,证明了所提断点模型的合理性.     

基于对数构型压力稳定分步算法的黏弹性流动模拟

利用近年来发展的对数构型方法,通过有限增量过程引入稳定化机制,提出对数构型压力稳定分步算法,显著降低每个迭代步的计算量,避免对构型张量梯度的差分近似.引入压力稳定化机制,不仅避开了LBB条件的限制、允许待求变量采用等低阶插值,且显著地增强了算法稳定性.黏弹性流体圆柱绕流问题的数值模拟表明,对数构型压力稳定分步算法具有优良的稳定性和精度.     

划时代的伟大发现——纪念裂变现象发现五十周年

 1938年12月发现了原子核的裂变现象,至今已整整五十年了.裂变的发现在科学史上是一件极其重大的事件,它给人类的历史和科学技术的进程带来了巨大的影响,并由此开始了一个新的能源时代.本文将回顾裂变发现的历史经过,并评述这一发现半个世纪给世界所带来的深远影响.裂变现象发现的经过裂变的发现不是一次完成的,是在先前许多科学家几度濒临发现的边缘之后,才呈现在它的发现者的面前.