面向复杂几何模型的多级并行四面体网格生成算法

高性能计算机的快速发展为数值模拟提供了必需的硬件环境,数值模拟领域对网格的需求已高达数十亿到数百亿量级,而网格生成作为数值模拟的重要一环,其发展则相对滞后,很难满足并行数值模拟求解器对大规模网格的需求。本文面向复杂几何模型提出一种多级并行四面体网格生成算法,该算法首先基于模型的几何特征建立网格的尺寸场,并基于尺寸场和几何实体间的邻接关系对几何实体进行分组,将分组后的几何实体分配到不同的计算节点,在计算节点间采用前沿推进法实现三角形面网格的并行生成,然后在计算节点内对三角形面网格进行二级区域分解,将分解后的子网格分配到各进程中,最后在进程内采用多线程并行方法实现四面体网格的并行生成。通过实际应用三峡大坝模型进行验证,该算法具有良好的并行效率和可扩展性,可以在数千处理器核上实现十亿规模高质量四面体网格的并行生成。     

电晕放电辐射场若干特性分析

为了研究电晕放电辐射场若干特性,首先进行了电晕放电时电晕电流的理论分析,研究了电晕电流的波形随电压变化情况。然后在采用针-板电极物理实验模型的基础上进行了电晕放电实验研究,分析了放电针上的充电电压对脉冲电流的影响,并确定了辐射场随传播距离的变化规律以及放电重复率随电压的变化情况。实验结果发现,当针为负极性时先发生放电,但正极性下先发生火花放电;电晕放电辐射场与距离成反比关系;放电重复率随着电压的增大而增大。     

对空气静电放电的频域研究

利用辐射电磁场的推迟势方程对空气静电放电的电磁场频谱进行了理论推导,对放电电流峰值和金属小环上的耦合电压峰-峰值进行了测量,使用数字存储示波器记录了放电电流和耦合电压的波形。利用测量结果对静电放电的电磁场频谱进行了理论计算,比较了不同放电电压下耦合电压的幅度谱和功率谱,结果表明:空气静电放电的能量主要集中在直流到2.0 GHz的频段内。     

基于直接数据域自适应算法的相干信号DOA估计

利用直接数据域自适应算法的稳态权值代替噪声子空间构建空间谱,构造了一种超分辨波达方向(DOA)估计方法.为了解决谱峰搜索时的伪峰问题,采用参考阵元轮换得到多组线性无关稳态权值,逼近噪声子空间,能有效去除伪峰.针对相干信号的DOA估计,进一步提出了直接数据域取对称共轭向量的解相干方法.相比子空间分解类算法,本文算法不需估计信号源数目和协方差矩阵、不需特征分解,复杂度仅为O(MP),同时能有效完成解相干处理.     

联合特征累积分析的压缩域运动对象检测

依据H.264压缩域中能够反映景物运动变化的MV和DCT系数特征,本文提出了一种多特征联合累积分析的压缩域运动对象检测方法。该方法对压缩码流中各宏块的运动信息进行时空域滤波,并使用雅克比矩阵描述全局运动参数和宏块MV之间的关系,简化参数求解过程,通过比较局部运动和全局运动之间的差异初步检测运动对象;选取宏块周围可靠的运动特征用于宏块DCT系数能量的投影累积,并通过熵能原理在压缩域中选取各个宏块的自适应阈值,检测运动对象的边缘及纹理显著区域;通过一定的逻辑准则将MV和DCT系数的检测结果结合起来,最终检测出视频中运动对象。实验结果表明,本文算法可准确地检测压缩视频中的运动对象,且检测结果具有较高的查全率和查准率。     

复杂空、海域的一种简洁管理算法

根据复变函数理论 ,首次提出了一种可对任何复杂空 /海域进行管理的简洁算法 ,解决了以往系统中不能解决或很难解决的复连通区域和凹多边形区域的管理问题     

关于(S)_+型映射的一个区域不变定理及其应用

本文运用拓扑度方法,获得一个关于(S)_+型映射的区域不变定理。作为它的应用,本文得到了扩张映射的满值性,从而部分地回答了著名数学家L.Nirenberg提出的一个关于扩张映射满值性的公开问题。     

利用复单脉冲比的平面阵列雷达群目标检测方法

针对平面阵列雷达群目标检测问题,以矩形阵为例,详细分析方位向和俯仰向复单脉冲比虚部的统计特性;建立平面阵列雷达群目标检测模型,根据恒虚警检测原理推导复单脉冲比虚部的椭圆判决域,并利用复单脉冲比实部辅助判决,综合提出基于复单脉冲比的平面阵列雷达群目标检测算法。针对双目标情形进行仿真实验,结果表明:在较高信噪比、较大角度间隔以及幅度相当且相位差较大的条件下算法能够有效检测群目标。     

SPH并行计算方案及其在自由表面流动模拟中的应用

针对光滑粒子动力学主要计算量是近邻粒子搜索这一特点,提出了一种基于粒子分解的光滑粒子动力学并行计算方案。利用该方案可以方便地将任意串行光滑粒子动力学代码并行计算,而且每一个时间步内的信息传递量只和粒子总数有关,而和粒子的分布无关,因而特别适合于自由表面流动等大变形问题的并行数值模拟。对一个粒子总数为40万的三维溃坝问题的模拟结果表明:此方案能达到的最大加速比约为16,这一结果可能比空间分解方案(不考虑动态负载均衡)更优。     

圆柱壳振动声辐射Jacobi-Ritz时域半解析法及特性分析

针对圆柱壳结构瞬态声振特性分析研究不足,结合Newmark-β积分法和Kirchhoff时域边界积分方程,提出一种圆柱壳受迫振动声辐射Jacobi-Ritz时域半解析法。基于一阶剪切变形理论和微元法思想,建立了圆柱壳振动声辐射分析模型,采取Jacobi多项式和Fourier级数表示轴向和周向位移容许函数,基于Rayleigh-Ritz法和Newmark-β积分法计算圆柱壳的受迫振动时域响应,在此基础上,基于Kirchhoff积分方程求解辐射噪声时域响应,分析圆柱壳受迫振动声辐射特性。与有限元方法/边界元方法数值结果对比表明,该方法具备收敛性好、精度高等优点,圆柱壳结构声振响应峰值随边界条件的刚度变弱存在左移现象,振动声辐射响应随厚度的增加呈现下降趋势;当随机载荷峰值频率与结构固有频率接近时,结构声振响应出现强特征线谱。