网格环境下基于免疫克隆策略的资源分析和任务调度

网格将多种资源组织在一个统一的框架下,为各种复杂的计算任务提供资源.因此计算任务在各种资源之间的调度成为了一个关键的问题.将遗传算法和免疫克隆算法结合起来,充分发挥各自的优势,先通过克隆操作来产生一组新的个体,然后再独立地对所产生的各个体进行克隆变异,克隆交叉操作,从而求得问题的最优解.实验结果表明,这种并行遗传免疫克隆算法全局寻优能力强,能有效地实现资源的负载均衡,可以成功地应用于网格任务调度中.     

非水平海底情况下海底地震波时域有限差分数值模拟

研究复杂海洋环境中海底地震波激发及其传播特性,对海底物理力学特性研究、资源勘探等具有重要的意义.目前针对时域海底地震波的研究大都局限于水平分层的情况,而实际的海底地质条件比较复杂,基于理想环境假设得出的数值解与实际差别较大.本文在考虑倾斜、隆起等非水平海底模型的情形下,采用时间2阶精度、空间10阶精度的交错网格有限差分方法,同时结合多轴完全匹配层边界条件,对复杂海洋环境下的海底地震波进行时域数值模拟与分析.利用计算得到的声场时域波形,分析了复杂海洋环境下海底地震波的传播特性.结果表明,采用空间高阶精度的交错网格有限差分方法,可改善数值计算中的频散问题;同时采用多轴完全匹配层替代传统的完全匹配层,解决了液-固介质中远距离声场数值模拟不稳定的问题.在含倾斜与隆起构造的复杂海底模型中,海底基岩隆起改变了 Scholte波的传播方向,更有利于在较浅深度处接收到Scholte 波.     

基于局部等距嵌入的各向异性曲面网格生成（英文）

提出了一种新颖的各向异性曲面网格生成方法.不同于之前依赖于全局共形嵌入或高维等距嵌入的方法,该算法以局部等距嵌入的思想为基础.为了实现等距嵌入的目标,我们将原始曲面分割成圆锥曲面集,对曲面片逐一进行处理.首先,利用双射参数化将圆锥曲面嵌入到平面,然后,在参数域进行各向异性网格生成,最后,将圆锥曲面映回原始曲面.为了处理不同圆锥曲面之间的缝合问题,我们使当前圆锥曲面包含之前未处理的边界,使得边界附近的三角面片可以在当前迭代中处理.大量实验验证了本文算法的鲁棒性.相较于之前的各向异性网格生成算法,本文的算法能够更加鲁棒地处理高亏格网格,且能够得到与输入网格逼近误差更小的结果.     

裂缝介质中瑞雷面波传播的渐变非均匀交错网格数值模拟

提出了渐变非均匀交错网格高阶差分方法,模拟裂缝介质中瑞雷面波的传播过程,并引入具有二阶时间精度和六阶空间精度的附加差分公式解决非均匀交错网格的不对称问题。这种差分方法可描述为：在裂缝处采用细网格,在其他地方采用粗网格,细网格到粗网格之间在空间上采用渐变步长,达到既细致地描述了局部细微结构、又保持了计算量适当的目的。在变步长的选取中提出了采用汉宁窗函数,这样既可以较快地从粗网格向细网格过渡,又避免了粗细网格过渡时发生频散,算例表明该方法完全适用于模拟裂缝介质中瑞雷面波的传播,计算精度较高,且能节约时间和内存,数值模拟结果非常直观地揭示了瑞雷面波在裂缝介质中的波场传播特征。     

基于网格的多源空间数据集成模型

讨论空间数据共享、集成的现状和存在的问题,提出基于网格的多源空间数据集成模型,介绍模型涉及的相关技术及模型的体系结构,并对基于网格技术空间数据集成的前景进行了展望。     

基于SoRCA结构的SBORA路由算法

针对无线传感器网络SoRCA结构中路由算法存在流量负载不均衡和鲁棒性问题,提出了SBORA路由算法.该算法根据SoRCA拓扑的结构化特点,计算出源点到目的点的最优路径在各传播反向所需跳数,然后根据跳数特征,通过二次概率路由选择策略,从多条优化路径中迅速给出一条由源点到目的点的路径,并根据包中跳数的特征,给出数据传输失败时新路由的选择.通过性能分析和仿真试验表明,基于SoRCA结构的SBORA路由算法具有较好的流量负载均衡性和鲁棒性.     

岩石、混凝土类材料断裂破坏有限元数值模拟中的有效方法

岩石、混凝土类材料断裂破坏有限元数值模拟中的网格重划,依据单元畸变和裂缝介质间的单元干涉作为网格重划判据,采用几何体重构技术把几何实体分解成能在ANSYS上实现六面体网格划分的几个部分,利用体积判断法确定新结点在旧单元的单元编号,在场量传递上采用基于解析性质的等参有限元逆变换,把旧网格场量信息传递到新网格中。本文对ANSYS进行二次开发,实现了三维网格重划,网格重划采用单元畸变和界面干涉两个判据,在网格再划分前进行几何体重构,提取变形后的点线面信息重新生成实体,充分利用AN-SYS的函数和体积判断法找到新结点在旧网格中的位置,在新旧网格间的场量传递中采用基于解析逆等参单元法。在平台上实现了三维有限元网格重划技术,最后利用方料的单轴压缩断裂模拟计算检验了传递前后等效塑性应变分布用载荷信息的变化,证明了所开发系统的正确性。     

无单元伽辽金法的并行计算

对无单元伽辽金法的并行计算进行了详细研究,并将其应用于弹性动力学问题。使用并行桶搜索算法进行节点搜索,使用并行几何搜索算法进行样点搜索,讨论了移动最小二乘MLS(Moving Least Squares)形函数及其导数的并行计算和方程组的并行求解,并利用多层图形划分实现负载平衡。最后给出了并行无单元伽辽金法应用于弹性动力学的计算流程和实例。计算结果表明无单元伽辽金法具有很高的并行性和很好的并行效率,对其进行并行计算具有非常重要的意义。     

岩土工程下沉贯入数值模拟方法研究进展

岩土工程下沉贯入领域的数值分析,由于结构物贯入时网格变形过大而产生扭曲畸变等问题,常会造成收敛困难甚至计算结果失真. 采用合适的数值方法分析此类问题颇具挑战性. 本文系统介绍了近年来对于岩土下沉贯入数值模拟的研究现状和发展动态,对各种数值模拟方法的相关原理、主要特征以及优缺点进行简要的探讨. 并简要介绍耦合的欧拉-拉格朗日(coupled Eulerian-Lagrangian, CEL) 有限元法的基本原理,通过不排水条件下的条形基础贯入问题和砂土中桩的静压下沉示例分析,表明CEL 有限元法在模拟岩土贯入问题时计算结果的准确性和较其他模拟方法的优势. 文中所阐述的岩土贯入分析数值模拟方法可供从事岩土贯入分析的相关学者借鉴参考.     

网格中基于结构分类和位矩阵编码并行遗传算法的蛋白质二级结构预测

蛋白质二级结构预测是后基因组学的重要内容,是能准确预测蛋白质分子三维空问结构的关键步骤,它被证明是个NP难问题.同时,蛋白质数据库中的数据是巨量的,每天以指数形式在增长,而且不同的数据库位于不同的地域,受不同组织管理.提出一个网格中基于结构分类和位矩阵编码的并行遗传算法,有效地解决这个NP难问题,并且充分利用网格强大的并行计算能力,提高预测效率和准确率.