摘要：对求解多群辐射扩散(MGRD)方程组的大规模离散系统的已有快速算法进行分类,给出相应的综述。基于近年来所设计的关于并行代数多重网格(AMG)方面的工作,形成基于物理量的近似Schur补型与基于物理和代数特征的组合型预条件算法和理论框架,并对这些工作在该框架下的要素进行了刻画。利用上述框架,设计一种具有基本逼近性和低计算复杂度的近似Schur补型预条件子,并建立相应的谱等价理论;对比数值实验表明:新预条件子具有更好的稳健性和计算效率。最后提出需要进一步解决的若干问题。

摘要：对当今求解大型稀疏线性代数方程组最有效的迭代方法之一——代数多重网格(AMG)算法的并行计算进行可扩展性能分析.给出一套并行计算可扩展性能分析方法,用于分析和指导并行迭代算法及实现技术的设计与优化并应用于并行AMG算法.分析表明,网格算子的平均模式大小和迭代过程的算法效率分别制约了AMG算法启动阶段和迭代求解阶段并行性能的发挥,成为该类算法急需解决的两个关键问题.

摘要：当前的实际工程中多采用桩基承担水平荷载,但是关于单桩的水平承载力研究比较少。采用ANSYS建模软件结合某水闸工程实例探究桩径和桩长对单桩水平承载力的影响。研究结果表明:单桩的在受水平力发生破坏时存在一个临界长度l0,在桩长小于l0时,单桩水平承载力会大幅降低,单桩桩身表现出刚性转动。在桩长大于l0时,单桩水平承载力与桩长的关系不大,继续增加桩长也无法提高单桩的水平承载力。单桩的水平承载力的大小与桩径呈正相关,随着桩径的增加,桩基的水平承载力呈出逐渐增大的趋势。桩身直径的增加对单桩水平承载力的提高作用显著,桩径长度的增加对单桩水平承载力的提高存在临界长度。综合比较发现桩径的增长带来的单桩水平承载力增长效益要高于桩长带来的增长效益。实际工程中,对于桩长和桩径的组合选择要综合考虑,使设计达到经济效益和工程要求的平衡。

摘要：光滑子是影响代数多重网格算法(AMG)求解效率的重要组件之一.本文考虑实际应用中普遍出现的一类多尺度稀疏矩阵,由于多尺度性质的影响,现有AMG光滑子的光滑效果不理想,从而影响AMG算法求解该类方程的效率.借助代数界面的概念,本文分析了代数界面对松弛型光滑子的影响,并通过扩展代数界面的内涵,设计了一种代数界面优先的光滑子(AI-Smoother).以Gauss-Seidel(GS)光滑子为例,通过三维模型问题和实际问题测试了该光滑子(AI-GS)的有效性.测试表明,与自然序GS光滑子相比,AI-GS有效改善了AMG算法的收敛速度.对于三维随机系数扩散方程百万自由度算例,AI-GS可获得28.2%的加速,对于激光聚变应用中的三温方程百万自由度算例,AI-GS可获得28.8%的加速.

摘要：迭代方法是科学计算中求解大规模稀疏线性代数方程组最常用的方法.大量实际应用表明,迭代方法通常具有较高的通信与计算比,只有在粗粒度并行下才能取得较好的并行可扩展性能.而实际应用大规模计算的需求和当前多核/众核体系结构的发展趋势要求迭代方法具备细粒度并行可扩展能力.文中引入渐近规模,即满足加速条件的计算规模下界,来反映并行迭代方法适应细粒度并行的能力,并由此刻画通信与计算比.基于矩阵的稀疏模式及其通信模式、机器的通信参数和迭代方法的基本运算,给出了渐近规模的理论预测公式.在一台包含128个双路4核计算节点的并行机上,分别基于纯进程并行(MPI)和进程/线程混合并行(MPI/OpenMP),以实际应用中3种常用迭代方法Jacobi、CG、BiCGSTAB为例,分析其渐近规模.并行可扩展性测试表明了渐近规模用于刻画迭代方法通信与计算比的准确性.对于纯进程情形,给出了渐近规模的理论预测与实际测试的对比,表明了理论预测结果的正确性.最后,基于这些结果,从迭代方法的算法设计和并行实现等方面讨论了面向未来更大规模的计算系统,降低通信与计算比的途径.

摘要：针对二维球坐标系下中子输运方程的SN算法,提出基于(单元,方向)二元组的有向图模型,在已有的基于有向图的并行流水线算法基础上,设计粒度可控多级并行SN算法。其中,采用区域分解和并行流水线相结合的方式挖掘空间-角度方向的并行度,提出能群流水并行方法,并通过设置合适的流水线粒度来平衡有向图调度、通信和空闲等待开销。实验结果表明:该算法可以有效地求解二维球坐标系下的中子输运方程。在某国产并行机1920核上,对于96万网格、60个方向、24能群、数十亿自由度的典型中子输运问题,获得了71%的并行效率。

摘要：针对结构自适应加密网格(SAMR)上扩散方程的求解,分析几种有限体格式的逼近性,同时设计和分析一种两层网格算法.首先,讨论一种常见的守恒型有限体格式,并给出网格加密区域和细化/粗化插值算子的条件;接着,通过在粗细界面附近引入辅助三角形单元,消除粗细界面处的非协调单元,设计了一种保对称有限体元(SFVE)格式,分析表明,该格式具有更好的逼近性,且对网格加密区域和插值算子的限制更弱;最后,为SFVE格式构造一种两层网格(TL)算法,理论分析和数值实验表明该算法的一致收敛性.

摘要：该文概括介绍人工神经网络的软件实现技术的现状，并从面向对象程序设计的角度出发，以实际例子详述Ｊａｖａ语言在人工神经网络应用软件或智能系统相应模块的开发方面的运用前景。

摘要：本文针对QPSK调制信号的特点,提出了基于状态机的全数字解调算法,并根据QPSK信号的传输特点获取载波频率,实现了对中频QPSK信号的解调。设计针对信号的频率偏移增加了容差处理,对相位的偏差有较大的容忍裕度,降低了解调误码率。整个设计基于Quartus Ⅱ平台,用VHDL语言编程实现。经过软件仿真和硬件测试,验证了该设计的正确性和可行性。

摘要：时间相关偏微分方程隐式离散后,通常需要求解一个稀疏线性代数方程组序列.利用序列中相邻方程组性质的差异性与相似性,自适应地选取预条件子,提升方程组序列的并行求解效率,从而缩短总体求解时间,是一个值得研究的问题.本文针对科学与工程计算中广泛使用的代数多重网格(AMG)预条件子,设计了方程组序列相关的自适应预条件策略.通过惯性约束聚变(ICF)的辐射流体力学数值模拟典型应用,验证了该策略的有效性.测试结果表明,在某高性能计算机的3125个CPU核上,自适应预条件策略可将并行效率从47%提升到61%,将模拟总时间从19.7 h降为14.5 h.