基于量子蚁群算法的VRPTW研究

深入研究带时间窗的配送车辆路径问题,建立贴合实际情况的VRPTW模型,并且针对建立的模型,将量子计算的理念与方法融入蚁群算法,改进后的算法更加科学地初始化蚂蚁的位置,使蚂蚁有更大可能性地寻找到最优路径。在搜索的过程中添加量子比特启发式因子,使用局部信息素更新和全局信息素更新相结合的信息素更新方式,全局信息素更新添加了量子旋转门的新模式。并使用2-opt搜索对结果进行进一步的探索,扩大搜索的范围,增加了得到最优解的概率。使新建立的量子蚁群算法能够实现对模型更加高效的求解。     

压力测量膜片的形变计算

电容式压力传感器测量膜片的形变,决定了计算压力测量环节中电容值的数学模型.介绍了测量膜片形变方程的建立、推导并对压力测量膜片在不同载荷下的形变特性进行了分析和计算,克服了原有测量膜片形变规律的错误模式.     

大型舰船分区消磁理论研究

针对以往舰船消磁系统采用单一消磁电流回路所带来的诸多弊端,对某型舰首次提出分区消磁的思想.在理论分析计算的基础上,进行了模型试验研究.所得有关数据和结论对于舰船消磁系统设计、建造及调整等都有重要的参考价值.     

乘波构型优化设计与实验

乘波构型是高超声速飞行器高升阻比气动布局设计的重要参考外形之一,设计中需要综合考虑升阻比、容积率和容积等要求.本文开展了锥导乘波构型的参数化建模设计,采用改进的多目标遗传优化算法,完成了以升阻比、容积率和容积为多目标的乘波构型优化设计;在KD-01高超声速炮风洞中完成了不同攻角缩比模型的气动力实验,并同CFD计算结果进行了比较分析.结果表明:优化设计外形具有良好的升阻比,且在一定攻角范围内升阻比较高,数值模拟和实验分析基本吻合.研究结果可为高超声速滑翔式飞行器的设计提供参考.     

基于粒子群优化的稀疏分解最优匹配原子搜索算法

信号的稀疏分解能得到信号的稀疏表示形式,便于进一步处理,但其计算非常复杂,是一个NP问题.粒子群优化是群体智能优化算法,算法简单,易于实现,且搜索效果好.把粒子群优化算法用于稀疏分解的最优匹配原子的搜索,能降低稀疏分解复杂度,同时减少稀疏分解的超完备字典对存储空间的占用,以提高用稀疏分解理论进行信号处理的计算效率,满足或接近实时性的要求.实验证明,此方法切实可行.     

基于粒度计算的指控系统效能测度的探索性建模方法

分析了探索性分析模型的粒度原理,建立了基于粒度计算的指控系统效能测度的探索性分析模型,重点研究了探索性分析模型的建立,属性函数的构造和探索因子集的粒度获取方法,并结合多兵种联合作战案例,对使命完成时间测度进行了探索性分析,实验表明,基于粒度计算的探索性建模方法能够通过粒度的转换降低问题的复杂度,并在不同粒度层次上实现对问题描述的一致性。     

Ka波段过模慢波结构色散曲线的数值求解

运用场匹配法,结合Ka波段过模慢波结构的实际情况,进行轴对称周期慢波结构色散关系的理论推导,得到了一种快速、准确计算适应Ka波段过模慢波结构的色散特性计算方法。根据推导结果,采用MATLAB程序编程计算了Ka波段过模盘荷波导的色散曲线。将计算得到的色散曲线与成熟的商业软件计算得到的结果进行了对比,两者误差在2%以内,验证了数值算法的可靠性。计算得到的色散曲线可以辅助选取Ka波段微波源的结构参数,对器件设计有一定参考价值。     

多GPU的可压缩湍流并行计算

利用CUDA Fortran语言发展了一种基于GPU的计算流体力学可压缩湍流求解器。该求解器基于结构网格有限体积法,空间离散采用AUSMPW 格式,湍流模型为k-ω SST两方程模型,采用MPI实现并行计算。针对最新的GPU架构,讨论了通量计算的优化方法及GPU计算与PCIe数据传输、MPI通信重叠的多GPU并行算法。进行了超声速进气道及空天飞机等算例的数值模拟以验证GPU在大网格量情况下的加速性能。计算结果表明相对于Intel Xeon E5-2670 CPU单一核心的计算时间,单块NVIDIA GTX Titan Black GPU可获得107至125倍的加速比。利用四块GPU实现了复杂外形1.34亿网格的快速计算,并行效率为91.6%。     

高性能计算和数据中心融合网络研究综述

随着高性能计算、大数据处理、云计算和人工智能计算呈融合发展趋势,高性能计算网络和数据中心网络的融合网络成为互连网络发展的重要趋势。分析当前融合网络研究现状;针对当前最具代表性的融合网络进行详细阐述,全面展示该领域的最新技术和动态;提出融合网络面临的技术挑战;基于技术挑战对融合网络的发展趋势进行展望,包括融合网络协议栈设计中融合与分化并存、基于在网计算实现融合网络性能加速、面向新兴应用需求优化融合网络性能。     

潜艇应急上浮六自由度运动及黏性流场数值模拟

为揭示潜艇应急上浮过程中的强非线性运动及水动力作用规律,基于RANS方程及流体体积模型,针对Suboff标模建立了潜艇应急上浮数值预报方法。通过开展不同纵倾攻角及斜航漂角下全附体模型的水动力计算,验证了该计算方法的有效性,确定了其适用范围,进而结合整体动网格技术模拟了潜艇的应急上浮过程,获得了艇体六自由度运动的时历参数及流场细节信息。数值模拟结果表明该方法能够较合理地描述潜艇上浮的运动规律,也证明了该方法在潜艇上浮多自由度运动及水动力性能研究中的潜力和适用性。