特征线方法

摘要： 弥散颗粒型燃料的中子输运问题因其特有的随机性和双重非均匀性难以直接使用现有输运方法进行求解.Sanchez-Pomraning方法借助更新方程,对特征线方法进行改进,使其能应用于弥散颗粒型燃料的输运计算中.本文对二维圆柱形弥散颗粒燃料输运问题进行了计算,数值结果表明:程序在不同颗粒填充率、不同颗粒尺寸、燃料颗粒与毒物颗粒共存的问题下均能保证较好的计算精度,反应性特征值绝对偏差大多低于100 pcm,仅在QUADRISO毒物颗粒填充时绝对偏差达到163 pcm.本文方法能满足弥散颗粒型燃料的输运求解要求,为新型燃料的设计研究工作提供了可靠的结果.

摘要： 为了论证国产芯片在堆芯数值计算领域的可行性,对多个堆芯程序在飞腾处理器的A RM通用计算环境中进行了移植,涉及堆芯燃料管理软件的扩散原型程序NACK-R、子通道分析程序CORT H、特征线输运程序OpenMOC和堆芯组件程序KYLIN2.移植过程在ARM计算环境中通过合理的程序代码修订,去除对商业函数库的依赖,且在移植过程中对KYLIN2的特征线循环扫描计算过程引入OpenM P多线程并行,论证单结点多个飞腾处理器核心的并行能力.参照对象Intel商用处理器的频率约为飞腾处理器频率的2倍,堆芯程序移植后的串行运行效率与在Intel计算环境中的串行运行效率差异保持在3～4倍,受限于所使用飞腾处理器型号的缓存大小,部分数据量较大例题的性能差异可能更大.KYLIN2完成多线程并行后计算效率接近在Intel处理器上的串行效率,证明单结点多个飞腾处理器核心能够替换部分堆芯数值计算既有的应用场景.移植结果也表明,混合不同处理器的异构设计,能够在计算资源紧张的情况下充分利用国产硬件,提升计算环境的整体利用效率.

摘要： 特征线方法一般采用平源近似来求解,平源近似需要大量较小的网格才能获得精确的结果,从而会消耗较多内存,影响计算效率.相比平源近似,线性源可在网格较少的情况下得到较精确的数值结果.本文提出一种基于最小二乘的线性源特征线方法,并通过计算压水堆栅元及C5G7基准题等算例,对该方法进行了分析.数值结果表明,基于最小二乘的线性源特征线方法能在网格较少的情况下提供稳定、精确的数值结果.

摘要： 为了论证国产芯片在堆芯数值计算领域的可行性,对子通道计算软件CORTH和堆芯组件程序KY-LIN2的串行版本在飞腾处理器的ARM计算环境进行了移植.移植过程在ARM计算环境下通过合理的程序代码修订,去除对商业函数库的依赖,且在特征线循环结构的扫描计算过程引人OpenMP多线程并行.实验参照对象为频率两倍差异的Intel商用处理器.结果表明CORTH程序和KYLIN2均能够成功移植,且与Intel商用处理器的数值稳定性保持一致.计算效率方面CORTH程序移植后的串行效率与Intel计算环境差异较小;KYLIN2移植后的串行效率较低,但通过线程并行后计算效率接近Intel处理器的串行效率.移植结果论证集群系统这种混合国际和国内处理器的资源结构,能够在计算资源紧张的情况下充分利用国产硬件,提升计算环境的整体利用效率.

摘要： 在中子输运理论中,矩阵形式的特征线方法因减少了射线扫描次数,相较于它的标准形式在理论上具有更优良的性能.在以前的工作中,经预条件后的极小残余算法(PGMRES)用于求解得到的矩阵方程.为了进一步加速迭代过程,文章采用了CUDA并行机制实现了并行版的PGMRES算法.采用合并访存和共享内存的方式对稀疏矩阵-向量乘(SpMV)操作进行了并行优化,极大地提高了并行计算性能.基于对矩阵方程系数矩阵的分析,提出了3种并行优化策略来加速矩阵方程的求解,并且根据系数矩阵行向量尺寸的不同而采取不同的加速方案,以此提升SpMV运算的数据吞吐率.为验证加速策略的有效性,对2维C5G7基准题进行了计算和结果讨论.数值计算表明,在C5G7问题中,无论是否采用CMFD方案,并行策略都是有效的;在最优的并行策略中,问题得到的最高加速比为5.5.

摘要： 采用一维可压缩非定常不等熵流动模型特征线方法,研究高速磁浮列车通过隧道时压力波形成机理及传播特征;以头车和尾车为例,研究车外最大正负压比值,分析多工况下列车通过隧道时不同车厢的车外压力最值分布位置;探究隧道长度、列车运行速度和阻塞比对车外压力最值的影响规律.结果 表明:高速磁浮列车通过隧道时的车外最大负压在数值上远大于最大正压,可定性推测此时车体在负压作用下的"膨胀变形度"比正压作用下的"受压压缩变形度"严重;车外最大正负压及最大压力峰峰值的分布位置与列车运行速度和隧道长度密切相关,当隧道长度与列车长度之比不小于5.18时,头车车外最大正压与列车运行速度的平方成正比,当比值不小于2.53时,头车车外最大负压与列车运行速度的平方成正比;随阻塞比增加,车外最大正负压及最大压力峰峰值均增加,隧道横截面积为100m2和140m2时,头车和尾车车外最大正压相当,而横截面积为80 m2时,头车车外最大正压比横截面积为100m2时大55％.

摘要： 使用特征线方法得到了两个分量的b族方程组的Cauchy问题当初值(u0,ρ0)∈H1(R)∩W1,∞(R)×L2(R)∩L∞(R)时解的弱适定性.首先,将两个分量的b族方程组转化为一个ODE系统,其次通过解的存在唯一性理论,得到该ODE系统解的存在唯一性,最后由该ODE系统与两个分量的b族方程组之间的关系,得到两个分量的b族方程组解的存在唯一性并给出解关于初值稳定性的结论.

摘要： 特征线方法可以求解任意几何结构的中子输运问题，但是其需要耗费大量的存储空间和计算时间，为了解决这个问题，本文提出了一种在网格内部采用线性源分布的特征线方法，并且编写了线性源特征线方法程序TCM_L。数值计算结果表明，线性源特征线方法的计算精度高于平源特征线方法和简化线性特征线格式SLC；使用大网格计算的线性源特征线方法在保证计算精度的同时可以节省大量的存储空间和计算时间。

摘要： 几何预处理是特征线法研究的关键问题,其中网格划分、角度求积组,极角和方位角的数目等几何预处理方法对特征线法的计算精度和计算效率有较大影响.本文基于2D/1D MOC耦合方法,开发三维MOC中子输运计算程序,通过计算一维7群例题和二维C5G7-MOX基准题,验证所开发的程序的正确性,分析比较了两种特征线扫描方法(首尾相间循环扫描法、首尾相接循环扫描法)对计算精度的影响;基于首尾相接循环扫描方法,进行了角度求积组、极角数目、方位角大小对计算精度的对比分析.结果表明,本文开发的程序准确可靠;首尾相间循环扫描方法相比于首尾相接循环扫描方法,收敛速度慢,且计算精度较低;在极角与方位角选取方面,两个极角数目离散能够满足计算精度需求,4个方位角布置时应在大于45度和小于45度角各布置两个方位角.采用Tabuchi and Yamamodo(TY)求积组加权的计算精度稍高于Leonard(LO)求积组.

摘要： 本文开发了基于构建实体几何理论和矩阵特征线方法的输运程序,并采用Krylov子空间技术求解得到的线性系统,为加速矩阵方程的求解时间,将数值计算领域的预处理技术应用到了求解器中.在研究了几种常规预处理技术对矩阵特征线方法的加速效果后,基于物理意义上的近似提出了新的预处理子,并对其有效性进行了对比验证.HTTR和C5G7基准题的计算结果表明,所开发的程序能够有效地处理六角形和矩形几何,计算精度达到了国际上其他著名输运程序同等水平,同时本文提出的预处理子能够极大地改善矩阵特征线方法中Krylov子空间方法的收敛特性,求解时间能够达到两倍以上的加速比,同时几乎不会额外引入计算量和内存需求.

摘要： 在计算流体动力学的实际应用中,无反射边界条件是一个重要的研究课题.本文根据时间插值的特征线方法在拉氏框架下构造了拉氏无反射边界条件,并应用在SPH方法中.与拉氏方法在欧拉框架下的特征线方法相比,该方法不需要区分超声速和亚声速流,在来流和出流中也具有相同的形式,因而更加简单易行.数值结果表明,本文的方法在水下爆炸的数值模拟中能够得到较好的结果.

摘要： 特征线方法(Method of Characteristics)是沿着事先生成的特征线对中子输运方程进行求解的，其输运求解过程不受边界及区域划分的几何形状的限制，理论上它可以用于任意复杂几何情况下中子输运方程的求解。但要真正开发任意几何的MOC程序，首先需要有强大的几何预处理功能。而实际上对于任意的复杂几何，这些几何预处理的实现还存在很多的困难。现有的MOC程序实际上只能处理简单几何或是由简单几何组合的多几何问题。为了突破几何处理方面的困难，充分发挥MOC在输运计算中的优势，实现对任意几何情况下中子输运方程的严格求解，我们借助成熟的计算机绘图软件AutoCAD，对其进行二次开发来实现MOC方法的几何预处理工作。这样不仅可以充分利用AutoCAD强大的图形处理功能，方便的实现对各种复杂问题的几何描述，而且利用VBA(Visual Basic for Applications)语言开发的宏程序可以很好地完成射线追踪的工作。在AutoCAD二次开发的基础上，我们开发了二维任意几何中子输运方程计算程序AutoMOC。数值计算结果表明，AutoMOC可以有效地处理复杂几何，进行精确的二维中子输运计算。

摘要： 采用设置轴向马赫数分布计算壁面型线的思想,提出了一种超声速喷管优化设计方法。其喷管壁面采用特征线方法结合速势方程的跨声速解计算得到。采用实验测试及计算流体力学方法对喷管内部和出口流场进行了研究。结果表明:喷管内部没有集中的膨胀或压缩波,出口马赫数分布均匀,可将其应用于超声速风洞以及其他对流场品质有较高要求的场合。

摘要： 根据传统的并行流水线扫描算法,设计了基于几何区域的二维中子输运的并行流水线MOC扫描算法.为了提高并行效率,对传统的并行流水线Sn扫描算法增加了消息缓冲区大小和探测步长两个关键参数,减少并行计算过程中的通信量.将并行流水线MOC扫描算法应用到二维中子输运方程的特征线计算程序KYLIN-2程序中,实现了中子输运MOC分布式并行计算.测试结果表明,本文提出的并行流水线MOC扫描算法可以获得较好的加速效果.

摘要： 根据传统的并行流水线扫描算法,设计了基于几何区域的二维中子输运的并行流水线MOC扫描算法.为了提高并行效率,对传统的并行流水线Sn扫描算法增加了消息缓冲区大小和探测步长两个关键参数,减少并行计算过程中的通信量.将并行流水线MOC扫描算法应用到二维中子输运方程的特征线计算程序KYLIN-2程序中,实现了中子输运MOC分布式并行计算.测试结果表明,本文提出的并行流水线MOC扫描算法可以获得较好的加速效果.

摘要： 根据传统的并行流水线扫描算法,设计了基于几何区域的二维中子输运的并行流水线MOC扫描算法.为了提高并行效率,对传统的并行流水线Sn扫描算法增加了消息缓冲区大小和探测步长两个关键参数,减少并行计算过程中的通信量.将并行流水线MOC扫描算法应用到二维中子输运方程的特征线计算程序KYLIN-2程序中,实现了中子输运MOC分布式并行计算.测试结果表明,本文提出的并行流水线MOC扫描算法可以获得较好的加速效果.

摘要： 根据传统的并行流水线扫描算法,设计了基于几何区域的二维中子输运的并行流水线MOC扫描算法.为了提高并行效率,对传统的并行流水线Sn扫描算法增加了消息缓冲区大小和探测步长两个关键参数,减少并行计算过程中的通信量.将并行流水线MOC扫描算法应用到二维中子输运方程的特征线计算程序KYLIN-2程序中,实现了中子输运MOC分布式并行计算.测试结果表明,本文提出的并行流水线MOC扫描算法可以获得较好的加速效果.

摘要： 本发明公开利用等值线数据提取槽脊特征点与槽脊特征线的方法、天气图分析方法。本发明提供在等值场数据中提取槽脊特征点的方法。该方法对于非闭合等值线，根据等值线上每3点的夹角对3点进行取舍，将选取的点组成序列S，根据S的弧线特征确定槽脊特征点。本发明提供利用等值线数据提取槽脊特征线的方法，在提取槽脊特征点基础上，分三种方案识别其槽/脊点性质，再依距离条件对槽/脊点作归簇运算，最后利用贝塞尔曲线拟合同簇所有槽/脊点得到槽/脊线。本发明提供两种方法在天气图、地形图分析中的应用，与一种天气图分析方法。本发明方法能够同时识别槽点与脊点、生成槽线与脊线，算法效率高、结果准确，所得槽脊线无交叉且美观。

摘要： 本发明属于图像处理领域，具体涉及一种基于线特征简化的侧扫声呐线特征匹配改进方法。本发明主要包括两大步骤：对提取的线特征进行简化处理以及线特征之间的匹配。侧扫声呐图像由于自身的特点，在提取线特征之后，在某些区域会存在过多相似度极高的线特征，通过线特征的简化处理将多条相似度极高的线特征简化，最终确定最少数量线特征代表待处理区域的提取特征，线特征匹配利用射影变换找到对应特征。本发明首先将提取的线特征进行简化处理，可以更简洁描述图像特点，也更有利于提高后续线特征匹配率和匹配速度；基于简化特征的基础上，利用射影变换实现线特征在匹配图像中的映射，通过设计线特征之间的匹配约束条件来完成线特征之间的匹配。

摘要： 本发明公开了一种基于EDLines线特征的车道线检测方法，该车道线检测方法采用EDLines算法提取线段，估计近场灭点并用灭点筛选近场线段；然后建立线段关系图，根据线段关系图进行深度优先遍历和路径检验，生成车道线的候选路径；最后通过路径长度和初始线段斜率确定左右车道线。本发明基于EDLines线特征检测线段，并利用快速深度优先遍历方法生成车道线的候选路径，可以在嵌入式设备和移动设备上实时实现。

摘要： 本发明基于线激光的激光刻型线特征提取方法属于激光测量技术领域，涉及一种基于线激光的激光刻型线特征提取方法。该方法针对大型航空壁板类零件化铣区激光刻型加工位置的线激光检测，基于中值滤波和小波阈值去噪对获取的原始信号进行数据预处理，获得平滑稳定信号。采用自适应曲线拟合还原线激光位置工件随形曲线以及刻型凹槽曲线准确形状；通过所获得的工件随形曲线以及刻型凹槽曲线方程确定凹槽上沿边界特征点，采用对中求平均的方式获得凹槽精确特征点。该方法具有很高的鲁棒性，提取出来刻型线的特征点位置精确，最终拟合出的刻型线轮廓曲线也满足与数模进行对比的要求，对指导工件加工与装配具有很大意义。

摘要： 本发明公开利用等值线数据提取槽脊特征点与槽脊特征线的方法、天气图分析方法。本发明提供在等值场数据中提取槽脊特征点的方法。该方法对于非闭合等值线，根据等值线上每3点的夹角对3点进行取舍，将选取的点组成序列S，根据S的弧线特征确定槽脊特征点。本发明提供利用等值线数据提取槽脊特征线的方法，在提取槽脊特征点基础上，分三种方案识别其槽/脊点性质，再依距离条件对槽/脊点作归簇运算，最后利用贝塞尔曲线拟合同簇所有槽/脊点得到槽/脊线。本发明提供两种方法在天气图、地形图分析中的应用，与一种天气图分析方法。本发明方法能够同时识别槽点与脊点、生成槽线与脊线，算法效率高、结果准确，所得槽脊线无交叉且美观。

摘要： 本发明属于图像处理领域，具体涉及一种基于线特征简化的侧扫声呐线特征匹配改进方法。本发明主要包括两大步骤：对提取的线特征进行简化处理以及线特征之间的匹配。侧扫声呐图像由于自身的特点，在提取线特征之后，在某些区域会存在过多相似度极高的线特征，通过线特征的简化处理将多条相似度极高的线特征简化，最终确定最少数量线特征代表待处理区域的提取特征，线特征匹配利用射影变换找到对应特征。本发明首先将提取的线特征进行简化处理，可以更简洁描述图像特点，也更有利于提高后续线特征匹配率和匹配速度；基于简化特征的基础上，利用射影变换实现线特征在匹配图像中的映射，通过设计线特征之间的匹配约束条件来完成线特征之间的匹配。

摘要： 本发明公开了一种钢芯铝绞线耐张线夹特征标定压接质量评估方法，该方法为：采用X射线检测装置获取架空输电线路重要跨越杆钢芯铝绞线塔耐张线夹DR检测影像，采用拍照方式获取架空输电线路剩余部分钢芯铝绞线耐张线夹处拍照图片，剩余部分耐张线夹数量远大于重要跨越耐张线夹数量，对获得的DR检测影像和拍照图片并进行比对评估钢芯铝绞线耐张线夹压接质量，压接质量评估时，首先DR检测影像进行钢芯铝绞线耐张线夹特征标定；然后测量无人飞机照片影像；最后根据前两步的结果对钢芯铝绞线耐张线夹进行特征比对。本发明能够对整条线路钢芯铝绞线耐张线夹的压接质量进行快速评估，检测精确性高，劳动强度大大降低，而且不需要停电操作。

摘要： 本发明公开了基于齿轮特征线统一模型的齿轮接触线测量与评价方法，包括：建立齿轮特征线统一模型；建立基于齿轮特征线统一模型下的齿轮接触线模型；基于齿轮特征线统一模型下测量齿轮接触线；定义齿轮接触线评价指标；齿轮接触线误差计算；齿轮接触线误差质量评价。该方法在传统渐开线测量的基础上增加沿齿轮轴向的运动，或者是在传统螺旋线测量的基础上增加沿齿轮径向的运动。该方法定义齿轮接触线的评价指标和符号：接触线总偏差、接触线形状偏差、接触线倾斜偏差，为后续的齿面质量评价提供基础。该方法基于测得的齿轮接触线，根据计算得到的偏差值和接触线本身的公差值来计算左右齿面的质量等级，进而评定齿面质量。

摘要： 本发明公开了一种基于EDLines线特征的车道线检测方法，该车道线检测方法采用EDLines算法提取线段，估计近场灭点并用灭点筛选近场线段；然后建立线段关系图，根据线段关系图进行深度优先遍历和路径检验，生成车道线的候选路径；最后通过路径长度和初始线段斜率确定左右车道线。本发明基于EDLines线特征检测线段，并利用快速深度优先遍历方法生成车道线的候选路径，可以在嵌入式设备和移动设备上实时实现。

摘要： 本发明提供了一种基于极线约束的单目线特征地图构建方法，包括以下步骤：1.对相邻两帧图像K