多策略集成的改进技能优化算法及应用

针对技能优化算法(Skill Optimization Algorithm,SOA)寻优精度不高、收敛速度慢等缺点,本研究提出一种多策略集成的改进技能优化算法(Multi Strategy integrated Skill Optimization Algorithm,MSSOA)。MSSOA采用佳点集策略初始化种群,提高初始种群在解空间内的分布质量;根据算法特点在全局搜索阶段采用自适应权重,改进个体行进的步长;根据不同个体采用不同的t-分布扰动方式,平衡全局搜索和局部搜寻的关系,增强算法后期局部搜寻能力。通过12个测试函数、2个工程应用问题对其性能进行测试,测试结果表明MSSOA有着理想的寻优精度和收敛速度,能够解决复杂的工程问题。     

基于k-means的动态多组织PBFT算法

联盟区块链系统被广泛用于金融和物流等场景。现有应用于区块链系统的实用拜占庭算法（practical Byzantine fault tolerance,PBFT）存在可扩展性较低及通信成本较高等问题,阻碍了区块链系统在大规模场景中的应用。针对上述问题,提出了一种动态多组织实用拜占庭容错算法（k-means-practical Byzantine fault tolerance,k-PBFT）。通过改进k-means算法,根据节点的时延以及节点间通信距离将节点分为多个自治组织,各组织之间通过组织代表节点进行通信。当新节点加入时,根据其特点将其分配到最合理的组织。同时,引入信誉机制以辨别系统中的诚实节点与恶意节点,从而提高系统的安全性。此外,该算法还引入节点任期机制,使区块链中每个诚实节点都有机会充当组织代表节点或主节点。实验结果表明,与PBFT算法相比,k-PBFT算法通信复杂度降低了75%;当节点数为100时,相比于PBFT算法,时延降低了210 ms,吞吐量提高了100%。在高延迟环境下,相较于基于信誉分组的PBFT改进算法,当节点数为100时,时延降低了20%,吞吐量提高了17%。     

基于改进遗传算法的磁流变阻尼半主动控制系统整体优化

为解决磁流变阻尼半主动控制系统中控制算法参数、阻尼器参数与布置位置优化问题,提出一种改进的自适应小生境遗传算法.该遗传算法在选择策略、交叉和变异操作、交叉概率和变异概率的自适应调整等方面作了改进,并同时采用预选择机制和共享机制这两种小生境技术.算例分析结果表明：改进的自适应小生境遗传算法和改进的基本遗传算法优化结果总体一致,表明前者分析结果是正确的;前者首次得到最优解耗费的机时比后者平均少32.7%,可见前者比后者收敛速度更快;30次优化分析结果表明,前者比后者稳定性更强;经前者优化的磁流变阻尼半主动控制系统取得良好减振效果,El Centro波、集集波、人工波输入时,半主动控制结构层间位移角和绝对加速度的最大值较无控时分别平均减小64.1%、54.7%、55.9%.算例表明了改进的自适应小生境遗传算法的有效性,实现了对磁流变阻尼半主动控制系统的整体优化.     

A vectorial algorithm with finite element method for prediction of powder segregation in metal injection molding

The design of the mold and the choice of the injection parameters for metal injection molding (MIM) is required to maintain homogeneity of the filled mixture. However, powder segregation is unavoidable in MIM because of the significant difference in densities of the metallic powder and the polymer binder. To achieve an effective prediction of segregation effect, a biphasic model based on mixture theory is employed. The viscous behaviors of each phase and the interaction coefficient between the flows of the two phases should be determined. The solution of two coupled Navier–Stokes equations results in a tremendous computation effort. The previous development of an explicit algorithm makes the biphasic simulation much faster than that of the classic methods. However, it is strongly desired to reduce or even eliminate the numerous global solutions for pressure fields at each time step. Hence, a new vectorial algorithm is proposed and developed to perform the simulation only by vectorial operations. It provides the anticipated efficiency in the simulation of biphasic modeling, and the advantage to use the classic elements of equal‐order interpolations. Some results produced by the two algorithms are compared with the experimental values to validate the new vectorial algorithm. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

一种基于信息论的蛋白质数据库搜索鉴定算法

为了有效地利用蛋白质串联质谱数据,提高蛋白质鉴定的准确性,提出了一种基于信息论的蛋白质数据库搜索鉴定算法——ITPIA(information theory based protein identification algorithm)算法.针对多肽串联质谱质量低、噪音多等问题,ITPIA算法利用了信息论中的熵理论提出了一种有效的实验串联质谱和多肽的理论质谱的匹配打分算法.该算法更大程度上从多肽串联质谱中获得蛋白质的结构信息.实验结果表明,ITPIA算法有效地提高了蛋白质鉴定的准确性.     

Study of the three-dimensional Ising model on film geometry with the cluster Monte Carlo method

Topological properties of clusters are used to extract critical parameters. This method is tested for the bulk properties ofd=2 percolation and thed=2, 3 Ising model. For the latter we obtain an accurate value of the critical temperatureJ/k _B T _c=0.221617(18). In the case of thed=3 Ising model with film geometry the critical value of the surface coupling at the special transitions is determined as J_1c/J=1.5004(20) together with the critical exponents ₁ ^m =0.237(5) and=0.461(15).     

基于随机效应Wiener退化模型的剩余寿命预测

针对退化率较高的产品具有不稳定的退化路径以及产品个体差异对退化过程的影响,建立了一种新的随机效应退化模型,即漂移参数和扩散参数均为随机变量且两者之间呈线性关系的Wiener退化过程模型.基于该模型获得了产品剩余寿命分布与可靠度函数,同时设计了估计模型参数的EM（expectation maximization）算法.最后,通过分析钛合金疲劳裂纹数据以及与现有模型结果的比较,验证了所建模型的有效性和准确性.     

求复多项式全部重零点的Kuhn一球形组合迭代法

本文结合应用球形迭代法的几何估计技巧与Kuhn一算法的整体收敛特性,提出了求复多项式全部重零点的一种组合迭代法.大量数值实验说明,该组合算法较之于Kuhn一算法有更高的计算效率和更少的计算复杂性.     

有限型多阶段决策问题的并行算法

讨论了在ＭＩＭＤ并行系统上，基于嘉量原理的摹矩阵连摹乘积求多阶段有向图最优路的并行算法．给出了选择顺推方式或逆推方式计算连摹乘的一个计算过程，提出了一个分派到各台处理机的任务基本均衡的ｐ一分划算法，并详细讨论了并行计算的实现，给出了数值试验实例．