区域分解

摘要： 借助Gini系数和Theil指数及其部门、区域分解方法对中国服务业及其分部门的地区差距进行了测算。结果表明:中国服务业地区差距水平要高于国民经济、第二产业、第一产业的地区差距水平,但大致呈现下降趋势,是导致国民经济整体地区差距的最重要原因;基于Gini系数的部门分解发现地区差距高于服务业差距水平的依次是房地产业、批发和零售业、金融业;基于Theil指数的区域分解发现地区差距均大致呈现下降趋势。因此,要加快现代生产性服务业、新兴服务业发展,促进产业融合和产业集聚发展,实现服务业区域统筹、协调发展,缩小地区差距水平,实现服务业和国民经济平衡、充分发展。

摘要： 针对垃圾填埋场渗漏检测问题,提出了使用红外巡检机器人代替人工对垃圾填埋场裸膜进行全覆盖巡检的方法,并对机器人进行路径规划。首先,根据垃圾填埋场环境,采用矩形分解法对其进行区域分解,生成若干子区域;然后,用模板模型法规定机器人遍历各个子区域方式;最后,基于遗传算法,对其流程算法进行改进优化包括选择、交叉、变异等,实现各子区域间的转换连接,进而实现全覆盖最优路径规划。基于MATLAB仿真分析,结果表明:将改进的遗传算法与模板模型法相结合构成了一个成熟完整的全覆盖路径规划模型,能高效地完成巡检任务,并有较快的收敛速度和较低的重复覆盖率。

摘要： 在可压缩流动问题的数值模拟领域,激波的高分辨率计算已取得重要进展.但是包含物质界面的可压缩多介质流动的数值模拟还存在诸多数值挑战,主要表现为界面处数值耗散过大和非物理振荡等问题.界面处流体性质的不连续性是造成可压缩多介质流动问题物理建模与数值方法困难的主要原因.为了建立一套高效的可压缩多介质流动问题的高精度数值模拟方案,本文从数值框架的选择、非守恒方程相容离散、高精度有界格式构造、界面压缩、界面-单介质分区计算方法等多个维度出发,综述近几年我们在可压缩多介质流动问题高精度数值模拟方法方面的研究进展.通过上述多个维度的工作,我们建立了一套适用于可压缩多介质流动问题的低耗散、基本无数值振荡的高精度欧拉数值方法,并成功应用于可压缩多介质大变形流动和界面不稳定性诱导湍流混合等问题的数值模拟.相关数值方法研究成果已集成至武器物理等领域工程数值模拟软件中,为相关工程任务提供了重要技术支撑.

摘要： 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.

摘要： 最新的Ansys Maxwell 2021 R2主要功能有增强斜极建模功能、3D瞬态场求解器支持非线性阻抗边界、DDM(区域分解)算法自动设置功能、支持温度相关的BH退磁曲线、支持单个物体的涡流损耗和铁耗输出、集成用于无线充电仿真的3D Components模型库、A-Phi求解器功能增强、多物理场耦合功能增强、新3D AC Conduction求解(Beta)、Ansys Maxwell-PHI Mesh等,同时还推出电子桌面学生版。

摘要： 为探究高层建筑火灾的数值特性,基于某大型火灾事故建立火灾事故模型.采用递归坐标二分法对模型进行区域分解并进行火灾事故的并行计算,分析不同分区数下并行计算的加速效果,结果表明,4分区时加速比为1.11,16分区时加速比达2.47,故选定16分区进行高层建筑火灾多参数并行数值计算.在不同楼层的楼梯和室内设置多个测点,探究高层建筑火灾中火势、温度、烟气等参数在不同高度的扩散规律.结果 表明:建筑外侧易形成烟囱效应,火势更易于沿外围发展,并快速蔓延至建筑高层,随后与起火层一同向建筑中间楼层扩散,呈"中间低、两边高"的发展规律,烟气的扩散、氧气的分布等也具有类似的规律.

摘要： HYCOM(hybrid coordinate ocean model)海洋数值模式要求较高的吞吐量和相对较小的计算量,这给并行算法设计带来了巨大的挑战.针对具有高吞吐量的海洋数据同化问题,设计了一种基于区域分解的并行优化算法.首先,提出了一种灵活的文件访问方法,可以高效地从磁盘读取大量的数据,避免数据访问冲突,大幅降低磁盘寻址操作的频率.此外,设计了一种避免通信的策略,以一些额外的计算量为代价大幅减少进程间的通信量.最后,提出了一种基于管道流的通信策略,以实现无冲突的消息传递.实验结果表明,该算法与基线算法相比,总体性能提高了5倍,其中文件读取速度提升6倍,进程间的通信性能提升了2.7倍.

摘要： 无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)集群在军事和民用领域的应用越来越广泛,针对U AV集群目标电磁散射特性的获取和分析对生成对抗策略及反UAV有着重要的研究价值.目前,UAV集群动态测量数据获取难度较大、成本高;而对于仿真数据,传统计算电磁方法建模精度和效率较低,有效的特性数据不足.因此,提出了 一种基于模式/区域分解的UAV集群目标电磁仿真方法,该方法在矩量法的基础上,引入特征模分解和区域分解技术,前者极大地降低了计算未知量,后者有效地解决了建模精度问题,为UAV集群目标特性数据的生成提供了创新技术支撑.

摘要： 为了在有限资源的情况下快速准确地分析半空间电大目标的电磁散射特性,提出一种使用八叉树结构的并行半空间多层快速多极子区域分解算法。通过利用多层快速多极子算法在空间中形成的八叉树结构,自适应地对未知量进行分组来实现区域的划分,从而避免了在区域之间创建虚拟交界面,降低了模型的处理工作量。为保证区域间电流的连续性,在边界处严格计算1/4阻抗,使结果更加精确。对于半空间环境,引入复镜像源来计算半空间近相互作用,并且引入实镜像源来计算半空间远相互作用。通过与商业软件FEKO整体解对比分析,证明了算法的可靠性和精确性。采用核外算法将转移因子等复用数据存储在硬盘中,并与整体解资源消耗进行对比,证明这种算法能有效地减少内存消耗。最后,给出一个千波长半空间舰船区域分解算例,证明所提出的算法能够在有限的计算资源情况下仿真电大尺寸模型。

摘要： 本文基于区域分解法和时间域有限元法进行时间域海洋电磁三维正演研究.采用METIS软件对计算网格进行分区并在每个子区域独立构建时间离散的有限元方程.通过引入拉格朗日乘子将所有子区域耦合建立交界面方程,进而采用GMRES方法迭代求解.该方法可减小求解问题的规模,可用于求解大尺度复杂模型海洋电磁问题求解.

摘要： CTF(Coolant Boiling in Rod Arrays-Two Fluid)是由CASL(The Consortium for Advanced Simulation of Light WaterReactors)和PSU(宾夕法尼亚州立大学)联合开发的新一代子通道热工水力分析程序.该程序采用两流体三流场模型,可对反应堆全堆以及组件进行快速、精细的稳态及瞬态分析.CTF采用了区域分解的并行计算技术,有效地解决了计算效率和内存消耗的瓶颈.MIT_BEAVRS是基于上世纪60年代美国商用压水堆建立的基准题模型,具有详细的运行参数及测量数据,可用于验证反应堆分析的计算工具.本文分别用CTF和反应堆蒙卡程序RMC对BEAVRS基准题进行全堆精细建模,由RMC统计径向及轴向功率分布并作为CTF的功率输入.利用CTF的区域分解技术,进行BEAVRS全堆pin by pin子通道计算,采用193个核并行计算,耗时4min28s,得到了精细的燃料棒中心及表面温度、冷却剂温度及密度、空泡份额、包壳温度等重要参数,验证了CTF进行全堆子通道计算的高效性及可靠性,为实现基于RMC和CTF的核热耦合计算奠定了重要基础.

摘要： 基于等效原理的区域分解算法在计算周期目标或多目标的电磁散射时具有很大的优势.该算法引入了假想球等效面的概念,并用这个球等效面分割、包围各个待求解的子区域,每个子区域中散射体上的未知量就被转移到包围这些散射体的球等效面上来,这些球等效面含有它所包围的散射体上的所有信息.因此,计算子区域与子区域之间的耦合作用就转化为计算这些子区域的等效面与等效面之间的耦合作用.由于参与耦合作用的未知量减少且形成的待求解矩阵性态优良,从而提高计算效率.

摘要： 本文运用合元极方法,针对电大波导缝隙阵列,提出一种高效并行区域分解算法.为简化计算模型,以短路电流作为激励,并于波导末端采用完全匹配层(PML)来实现末端匹配.将每根波导作为单一计算区域,以区域分解技术来降低计算资源并实现高效计算.数值计算结果与测量数据及商业软件结果的比较验证了该算法应用于波导缝隙阵的精度,最后电大波导缝隙阵在不同馈电幅度分布下的辐射特性分析验证了计算能力.

摘要： 海洋数据同化是一种将海洋观测资料融合到海洋数值模式中的有效手段,经过同化的海洋数据更加接近海洋的真实情况,对人类理解和认识海洋具有重要意义.本研究围绕海洋数据同化设计了一种基于区域分解的一般性并行实现方法.在此基础上,提出了一种基于IO代理的新并行算法中.首先,IO代理进程负责数据的并行读取;接下来,IO代理进程对数据进行切块,然后将块数据发送给相应的计算进程;当计算进程完成局部数据同化后,IO代理进程负责收集计算进程的同化结果,并将其写到磁盘.该方法的主要优势在于:利用IO代理进程来负责IO,而不是像传统方法那样让所有进程都来参与IO(直接并行IO),这样可以防止大量进程对磁盘的同时访问,有效避免进程排队所导致的等待.在天河二号集群上的测试结果表明,对于1度分辨率的数据同化,在核心数为425时,提出的并行实现的总运行时间为9.1S,相对于传统串行程序的加速比接近38倍.此外,对于0.1度分辨率的数据同化,基于IO代理的并行同化算法在使用1万核时依然具有较好的可扩展性,并且可将其IO时间最大限制在直接并行IO时间的1/9.

摘要： 计算效率低是当前制约数值流形法应用于大型实际工程模拟的瓶颈问题,并行计算作为一种加速计算技术,能有效地提高数值流形法的计算效率.在串行算法基础上,系统研究了基于分布式内存编程模式的数值流形法覆盖系统和流形单元并行生成算法.首先,在分析并行算法与串行算法不同点和难点基础上,采用区域分解算法实现并行任务分配,并提出覆盖系统并行生成主要步骤.采用临时规则粗网格形成负载均衡的子区域,提出相应子区域生成算法.其次,深入分析数值流形法数学覆盖、物理覆盖和流形单元之间关系基础上,探讨并行算法中子区域覆盖系统生成的关键技术,以及物理覆盖和流形单元编号规则.然后,针对并行算法提出了建立覆盖系统界面信息算法,对数值流形法并行计算过程中通讯和数据交换提供支持.最后,在覆盖系统并行生成算法基础上,采用C++面向对象编程技术开发了相应程序.通过两个算例验证了算法正确性和有效性,为后续并行模拟提供了前处理器.

摘要： 屏蔽计算是反应堆设计的重要环节之一,其计算结果直接影响核系统的寿命以及周边环境的辐射安全.JSNT是由中物院高性能数值模拟软件中心自主研发的三维离散纵标(SN)中子/光子输运程序,采用区域分解实现大规模并行,具有较高的计算精度和计算效率.本文利用JSNT对HBR-2装置进行屏蔽计算,分析了辐照监督管处和中子剂量测量仪处的中子通量密度分布以及6个核素的放射性比活度,并与实验测量值进行了比较,发现网格划分对计算结果有较大影响,随着网格的加密,计算结果趋于实验值;除在中子剂量测量仪处的237Np(n,f)137Cs和238U(n,f)137Cs外,计算结果与测量值的相对偏差均小于20％,满足工程要求.

摘要： 本文一种等效原理结合区域分解的方法被用来分析和计算大型周期阵列天线的辐射问题.对等效面采用高阶叠层矢量基函数来进一步降低计算未知量,采用ACA算法来加速计算等效面之间的相互作用.利用大型阵列的周期特性,采用平移不变性来提高计算效率.多个数值算例验证了该方法的有效性,达到了节省内存和时间的效果.

摘要： 针对DEFEL串行计算程序,通过分析其计算特点和主要数据依赖关系,设计了基于区域分解的并行算法,采用MPI编写了相应的并行程序,使得程序能够在高性能并行计算机上运行,解决了计算规模和计算时间问题.针对DEFEL并行计算程序,在集群上进行了正确性和并行效率测试,测试结果表明,并行计算程序的计算结果正确,50万节点iron模型的并行效率达到了78％.

摘要： 本报告讨论复点源理论,将给出复点源的概念、特点、及其在加速积分方程分析电磁散射中的应用.详细信息和算例将在报告时给出.首先将介绍一种基于等效原理的复点源分析技术。通过八叉树分组将多层结构引入复点源方法，并利用格林函数的平移不变性对阻抗矩阵填充进行加速，利用自适应交叉(ACA)方法对阻抗矩阵进行了压缩。本报告将详细介绍复点源方法与积分方程方法的结合，包括与混合场积分方程方法(CFIE)，PMCHW方法以及体面积分方程方法(VSIE)、有限元．边界积分(FEBI)方程方法的结合，分析导体目标、以及导体／介质组合目标。报告还将讨论复点源概念在多层快速多极子技术中的应用，采用复点源与加窗函数技术，使得转移因子具有很强的方向性，对转移因子的贡献较大的角谱分量主要分布在组与组之间的连线周围，其余角度的角谱对转移因子的贡献极小，从而可以舍去。采用该技术后，由于组与组之间转移时节省了大量角谱分量的操作，可以大大提高电大尺寸复杂目标电磁散射问题的分析效率。

摘要： 本发明涉及一种基于修正广义Benders分解的多区域分解协调动态经济调度方法，属于电力系统的运行和控制技术领域。该方法首先建立多区域动态经济调度模型，所述模型由目标函数和约束条件构成；然后，提出一种修正广义Benders分解方法；利用所提出的修正广义Benders分解方法对多区域动态经济调度模型求解，并将求解结果用于经济调度。本发明方法能够应用在多区域电网分解协调动态经济调度问题，具有良好收敛性。

摘要： 本发明提供了一种面向卫星对区域覆盖探测仿真的区域分解方法及系统，包括时间窗口计算、卫星与区域相对位置判断、可变幅宽区域划分、条带信息计算以及筛选更新条带集合。本发明针对在先问题，提出一种面向卫星对区域覆盖探测仿真的区域分解方法，具有同时适用于多颗卫星任务规划问题的特点。本发明采用选择卫星的观测侧摆角来实现对区域目标分解中的条带的划分，地表观测条带的位置取决于卫星观测地面目标的侧摆角。本发明可以在任务规划规定的时段内对卫星的观测摆角进行规划，能够得到若干条各自独立的观测条带集合，进而实现对区域目标的划分。本发明方法普适性高，使用条件宽松，操作过程简单，不易引入误差，可实现对区域的快速划分。

摘要： 本发明公开了基于区域分解获取堆芯中子标通量的方法，包括以下步骤：S1、构建两级网格结构：S11、构建堆芯几何对象和组件几何对象；S12、基于构建的几何对象构建两级网格结构，所述两级网格结构包括第一级网格和第二级网格，在第一级网格内根据堆芯几何对象建立求解区域，所述求解区域为规则的矩形结构；S2、根据第一级网格将长特征线分区域截断，根据第二级网格对截断后的特征线进行细网追踪，生成用于堆芯中子输运扫描的特征线段信息；S3、获取堆芯中子标通量：在平源近似的条件下，以堆芯中子的初始标通量为已知参数采用迭代计算获取堆芯中子标通量。本发明解决了现有长特征线法无法适用于获取大规模堆芯的堆芯中子标通量的问题。

摘要： 本发明提供一种基于二级区域分解的隐式有限元并行方法，所述方法包括：建立隐式有限元非线性分析的求解步骤；对求解区域进行二级区域分解，建立隐式有限元非线性分析的并行求解步骤；选取预处理子，建立LPCG求解器对牛顿迭代法的平衡方程组进行求解；构建相关图；利用加权平衡着色算法对预处理子进行并行化，并实现计算和通信重叠。本发明优点：采用二级区域分解，使每个处理器均可进行细粒度的并行计算；采用非结构相关图和加权着色算法相结合，可很好的实现区域内与区域间的并行计算；采用HW预处理子可使计算时间减小，具有更好的性能。

摘要： 本发明涉及一种基于修正广义Benders分解的多区域分解协调动态经济调度方法，属于电力系统的运行和控制技术领域。该方法首先建立多区域动态经济调度模型，所述模型由目标函数和约束条件构成；然后，提出一种修正广义Benders分解方法；利用所提出的修正广义Benders分解方法对多区域动态经济调度模型求解，并将求解结果用于经济调度。本发明方法能够应用在多区域电网分解协调动态经济调度问题，具有良好收敛性。

摘要： 本发明提供了一种面向卫星对区域覆盖探测仿真的区域分解方法及系统，包括时间窗口计算、卫星与区域相对位置判断、可变幅宽区域划分、条带信息计算以及筛选更新条带集合。本发明针对在先问题，提出一种面向卫星对区域覆盖探测仿真的区域分解方法，具有同时适用于多颗卫星任务规划问题的特点。本发明采用选择卫星的观测侧摆角来实现对区域目标分解中的条带的划分，地表观测条带的位置取决于卫星观测地面目标的侧摆角。本发明可以在任务规划规定的时段内对卫星的观测摆角进行规划，能够得到若干条各自独立的观测条带集合，进而实现对区域目标的划分。本发明方法普适性高，使用条件宽松，操作过程简单，不易引入误差，可实现对区域的快速划分。

摘要： 本发明公开的基于BDDC区域分解并行算法的粗网格选取方法，属于大规模柔性多体系统并行仿真预测领域。本发明将Deluxe缩放矩阵用于构造广义特征方程系数矩阵，能够有效针对柔性多体系统出现子域界面材料系数跃变的情况；此外，本发明通过计算共有边的二次苏尔补矩阵，凝聚柔性多体系统子域内界面除共有边之外的剩余部分信息，有效针对柔性多体系统出现子域界面材料系数跃变的情况，保证BDDC区域分解并行算法的稳定性，提高对柔性多体系统并行仿真预测效率。本发明能够解决柔性多体系统子域界面材料系数跃变导致的效率低下问题，提高基于BDDC区域分解并行算法对柔性多体系统的并行仿真预测效率，进而解决大规模柔性多体系统并行仿真预测领域相关技术问题。

摘要： 本发明公开了一种用于电磁温度场耦合分析的区域分解有限元方法，其特征在于，包括：对计算域进行区域分解，并且保证各子区域计算规模相当；采用加性施瓦茨方法分别求解二维电磁场模型和三维温度场模型，并对二维电磁场模型进行损耗计算；通过耦合参数控制，更加三维温度场模型所得温度，并将所述温度映射至二维电磁场模型，更加映射结果更新材料性能。电磁温度场耦合分析基于“电磁场分析‑损耗映射‑温度场分析温度映射”的顺序进行循环迭代，直到温升等参数达到收敛，通过并行化电磁温度场分析的三个关键步骤，及降低映射计算规模，可有效提高电机电磁温度场耦合分析的计算效率。

摘要： 本发明公开了一种基于时域谱元法的高效时域区域分解算法，该算法对电磁空间分区域建模，在每个区域中分别构建其相应的电场数值模型，并在相邻区域分界面上强加电场传输条件，同时根据时域谱元法，对每个区域的电场数值模型进行空间和时间离散，最终形成具有分区域、显式求解特性的高效时域区域分解算法。本发明在空间离散上，采用区域内部电场与区域分界面电场归类分离技术，以实现未知量完全独立的分区域求解过程；在时间离散上，采用中心差分格式，以确保在每个区域中的算法都具有高效的显式求解格式。本发明不仅建模方式灵活，还可以通过对典型建模区域的多次数值性延拓，实现有限周期结构的高效时域电磁仿真，仿真速度快，计算机内存占用小。

摘要： 本发明提供一种基于区域分解和网格压印的芯片网格生成方法及系统，属于有限元仿真领域，芯片网格生成方法包括：获取芯片各设备层的布局信息；对各设备层的布局信息进行解析；采用区域分解算法，将表征设备层边界信息的多边形区域分解为多个子区域；采用二进制背包格算法，根据设定剖分尺寸及最大放大倍数，将各子区域的边界进行离散化处理，得到各子区域对应的离散边界；根据子区域的离散边界进行网格划分，得到子网格；根据子网格确定设备层的有限元网格；对各设备层的有限元网格进行布尔操作，确定堆叠区域网格；根据堆叠区域网格，采用网格压印算法对各设备层的有限元网格进行压印，得到芯片的有限元网格，提高了有限元网格的质量。