计算效率

摘要： 针对传统蒙特卡洛法计算辐射传输耗时问题,提出了一种改进蒙特卡洛方法,通过比例迭代累加法来求解反射及散射能量,从而大幅减少了计算时间.引入直接评价方法,以包含参与性介质的密闭系统(方形和圆形为例)为例,分析了网格密度、发射能束数及物性参数对改进蒙特卡洛法计算精度的影响.当光学厚度为0.005时,采用改进蒙特卡洛方法求得方腔及圆形腔的表面微元辐射通量的相对均方根误差值分别为0.002 5及0.002 3,而采用传统蒙特卡洛方法时对应误差分别为0.008 0及0.003 7.可见,相同计算条件下,改进蒙特卡洛方法对辐射换热问题具有更高的精度.进一步研究了追踪能束数对计算误差的影响规律,给出了计算误差与追踪能束数拟合关系式,为计算该类问题的能束数选取提供了支撑.

摘要： 随着计算机应用领域的扩大,使用建立血栓形成机制计算模型或计算机软件模拟血栓形成过程逐渐成为血栓研究的热点。本文提出了一个基于笛卡尔自适应细化网格的混合计算模型用于模拟初期血栓的形成。计算模型中利用水平集方法的运动界面追踪功能对初期血栓的形态和生长过程进行建模,采用网格细化和局部水平集方法实现建模网格的自适应细化,提高水平集方法的计算效率。计算模型被应用于狭窄血管中初期血栓形成的仿真实验,仿真结果显示的血管狭窄对血小板聚集的影响与相关研究的动物实验结果一致;并且,自适应细化网格有效降低了实验过程中因界面形态复杂化增加的网格数量。

摘要： 为解决位置精度衰减因子(position dilution of precision,PDOP)监测评估中经常使用的等经纬度间隔格网模型(equal-interval of longitude and latitude grid,GRID_ELL)存在全球格网点分布不合理、评估统计结果有偏差、计算和存储效率低等问题,进一步开展全球PDOP长周期实时监测服务,引入两种等面积格网模型:等弧长格网模型(equal-arch-length grid,GRID_EAL)和正二十面体球面格网模型(icosahedron-based grid,GRID_IB),并分析其与GRID_ELL模型之间的差异。结果表明,两种等面积格网模型能够显著改善GRID_ELL模型全球格网点分布不均匀的现象以及目前全球PDOP监测评估统计结果中的偏差。重点针对不同格网间距的GRID_EAL模型适用性进行测试,结果表明,5°间隔的GRID_EAL模型能在保持全球PDOP监测评估准确性的同时,在计算效率和存储上带来36.3%和34.1%的提升与优化。

摘要： 基于统计理论的贝叶斯反演方法在先验信息和观测数据的约束下,以后验概率分布的形式表征模型参数在不同区间的可能性大小.相对于确定性反演理论,贝叶斯反演通过提取模型参数边缘概率分布、最大后验解、平均解、相关系数等定量评价反演结果的不确定性以及模型参数之间的相互关系,通过模型参数后验概率分布反映观测数据和先验信息对模型参数的约束能力.本文基于贝叶斯方法在地球物理反演中的应用,总结了贝叶斯反演的基本流程,详细介绍了不同背景条件下的先验信息概率分布选择、似然函数建立、后验概率公式求解.在优化参数方面,介绍了模型参数的固定维和变维反演概念,以及超参数的优化方法;在反演方法方面,着重介绍了固定维和变维反演马尔科夫链蒙特卡罗采样方法;在模型参数评价方面,介绍了不同情况下贝叶斯统计参数的求取.然后讨论了贝叶斯反演方法采样效率提升的具体措施.最后对贝叶斯方法在地球物理反演中的应用作出总结.

摘要： 在整体有限元撕裂对接法和隐式梯度损伤模型结合的基础上,针对损伤子区域模拟的高精度要求和混凝土损伤扩展路径的不确定性问题,通过引入基于非局部损伤应变的子区域自适应更新方法,结合子区域更新误判修正,实现了混凝土损伤失效过程非线性子区域的高精度有限元网格自适应更新。同时,对L型混凝土试件进行不同子区域剖分数量和子区域分解形式的数值试验对比分析。研究结果表明:模型不存在子区域分解敏感性;子区域剖分数量越多,或者子区域分解方式与损伤扩展路径相适应时,高精度有限元网格子区域的自适应更新数量越少,模型计算规模减小明显;此外,子区域界面节点的增加对计算规模削减的影响较小,模型整体计算效率提高明显。研究结果可为混凝土损伤分析的并发多尺度数值计算提供参考。

摘要： 针对焊接数值模拟的体单元模型计算效率低和壳单元模型计算精度低的问题,本文提出了一种焊接过程数值模拟的Shell-Solid单元混合建模方法。以平板对接焊为例,分别采用Shell单元、Solid单元和Shell-Solid单元混合建模,开展了焊接温度场和结构热力耦合响应的数值模拟,对比分析了温度场、应力场及计算效率。结果表明:混合模型既保证了焊接温度场和结构响应的计算精度,又保证了计算效率,是一种值得深入研究的焊接模拟建模方法。

摘要： 在传统力矩分配法的基础上,将渐进的计算过程转化为方程组的求解,可以更好地理解力矩分配法的分析思路及计算过程,同时提高计算效率和精度。该方法所得到的方程与矩阵位移法所得方程形式相同,但未知量完全不同,方程的推导过程更简洁且易于理解,在教学中可以启发学生对矩阵位移法分析思想的思考。

摘要： 为提高结构地震反应分析的计算效率,可以仅将决定结构地震反应大小的地震动强烈震动段作为输入,因此研究对应于强烈震动段的持时预测方法具有意义。本文以地震动截取前后结构最大位移反应保持不变为标准,考虑结构进入塑性时导致的周期延长影响、高阶模态影响、估计结构屈服强度时存在不确定性的影响,提出了一种基于深度学习的地震动持时预测方法,该方法可以针对不同周期的结构给出相应的地震动持时预测结果。该深度学习模型以地震动参数和结构参数作为输入特征,对80280个样本进行训练和预测,将该模型用于分析4层结构和16层结构的最大层间位移角,并与广泛使用的工程输入地震动持时确定方法(95%Arias持时和75%Arias持时)所得结果进行比较。结果表明:本文方法和95%Arias持时方法用于4层结构时均表现良好,但用于16层结构时95%Arias持时方法的计算误差明显变大;75%Arias持时用于4层和16层结构时的计算误差均远高于本文方法。基于人工智能的地震动持时预测方法有望实现兼具计算效率高、较小计算误差和较强适用性的优点,是处理工程输入地震动的一种有效方法。

摘要： 高性能的亚体素位移测量算法是提高数字体图像相关方法测量精度的关键因素之一,选取最佳算法具有十分重要的指导意义,文中总结三种最为常见的亚体素位移测量算法,即拟合算法、前向累加牛顿-拉弗森(FA-NR)算法以及三维反向高斯-牛顿(IC-GN)算法,通过计算机模拟散斑体图像平移实验和椎骨零应变实验,对比不同算法的测量精度和计算效率。平移实验结果表明:IC-GN算法的测量精度最优,最大误差为0.0060 voxel,而拟合算法精度最低且稳定性较差,然而其优势是计算效率快,其计算效率是IC-GN算法的6.41倍,更是高于FA-NR算法的20倍之多。零应变实验结果表明,IC-GN算法和FA-NR算法在原位扫描时测量精度及稳定性均同样优于拟合算法。综合两组实验结果表明,IC-GN算法为最佳亚体素位移测量算法。

摘要： 在无网格动力分析中,除了无网格形函数本身构造复杂引入的计算成本,还需要逐步递推求解每个时间步的动力响应,因而计算效率较为低下.本文通过研究无网格离散数据与机器学习训练样本、无网格动力分析递推计算过程与循环卷积神经网络序列信息传递模式之间的本征联系,构建了与无网格法相匹配的循环卷积神经网络设计方法,进而提出了一种无网格动力分析的循环卷积神经网络代理模型.该模型充分融合了无网格离散模型节点布置灵活的优点,同时无网格法能够提供具有泛化特征的高精度数值样本,增强循环卷积神经网络的泛化性和适用性.此外,循环卷积神经网络代理模型特有的循环模块历史记忆特性使其可以有效地处理序列信息,在保证精度的前提下加速无网格动力分析计算过程.文中通过系列算例验证了所提出的无网格动力分析的循环卷积神经网络代理模型的精度和效率.

摘要： 提出一种人脸识别方法及可用系统,首先将视频分为识别帧与普通帧,通过构建跟踪器的方式对人脸进行跟踪识别.其中,跟踪器获取摄像头采集的图像中的识别帧图像;并对识别帧图像进行人脸检测与识别,获取识别帧图像中的人脸位置信息与身份信息.同时,对已识别人脸进行周期性的身份核实,通过引入缓冲机制,过滤掉短时间内的误判.本方法有效避免了已识别人脸与人像数据库的重复比对,进一步提高了计算效率,且有效避免了人脸误判及反复识别问题.这种人脸识别方法非常适合国网电商的应用场景,具有一定的创新性.

摘要： 由于合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)成像系统相干成像机理的特性,SAR图像不可避免的会存在相干斑噪声,严重影响图像分割、目标检测、目标识别等后续工作的有效实施.针对这一问题,本文提出了一种基于卷积神经网络的SAR图像去噪方法.该方法首先搭建了一种去噪模型,该模型使用扩张卷积提取特征,在网络层数较少的情况下,仍可获得较大的感受野,避免了因网络层数过多而引起的计算负担和效率低;为了加速训练过程、提高模型的去噪性能,又引入了残差学习和批归一化策略;然后,利用训练样本训练搭建好的网络,学习SAR图像的噪声分布特性,再从原始图像减去噪声,得到去噪后的图像;最后利用仿真和实测数据对网络进行测试与评估,结果表明,本文方法具有良好的去噪效果和较高的计算效率,对比传统的SAR-BM3D和NL-SAR方法,本文方法不仅去噪效果好,而且在计算时间上有明显优势.

摘要： 快速扫描方法是求解稳态Hamilton-Jacobi方程的有效方法之一.其主要思想是结合平行交替扫描顺序和Gauss-Seidel迭代方法加快固定点问题求解的收敛速度.本文在高阶精度WCNS格式中引入快速扫描策略,得到快速扫描WCNS方法,并用于求解一些稳态双曲守恒律问题.数值结果表明WCNS格式具有很好的分辨率,结合快速扫描方法的WCNS格式可以减少问题求解的迭代次数,提高计算效率.

摘要： 提出一种计算非均质地基中大规模群桩基础变形和内力的简化分析方法.该方法采用线弹性-塑性模型模拟桩身位移与侧阻、桩端位移与端阻的荷载-位移关系,结合相邻桩基之间相互作用简化假定,将群桩效应影响引入单桩荷载传递模型,并基于桩身应变增量迭代的思路对群桩基础进行求解,进而获得群桩沉降和桩身内力.算例分析表明,本文计算结果与实测值和其他方法计算值具有较好的一致性,模型参数较少且便于确定,计算效率明显优于常规群桩算法.

摘要： 通过一系列问题的计算，验证的程序理论的正确性以及程序编写的正确性通过计算，验证了PnFEM能够计算二维，三维以及中子光子耦合问题，解决的问题包括:非结构几何网格问题、内真空问题、深穿透问题、射线效应问题以及多群中子光子耦合问题，还存在所需的内存大;对于真空区域，Pn阶数要求很高，影响整体计算效率;对于强吸收介质，中子通量密度可能会出现震荡;Pn方法中各个展开矩耦合在一起，角度并行难度大等问题。

摘要： 海洋数据同化是指将海洋观测数据与数值模型进行融合,并从大量海洋观测数据中提取有价值信息,因此对人类理解和认识海洋具有重要意义.在海洋数据同化中,常用的方法是基于集合卡尔曼滤波的集合最优插值.相比集合卡尔曼滤波,集合最优插值在数值计算效率上更加高效,但在该方法中SVD分解被用来实现矩阵求逆,由于SVD分解的算法复杂度较高,所以程序的求逆过程十分耗时.本文将对集合最优插值中逆矩阵的计算过程进行优化,分别使用LU分解、Choleskey分解、QR分解来替代SVD分解.首先,通过LU分解,(Choleskey分解,或QR分解)得到相应的三角矩阵(或正交矩阵);然后,利用分解后的矩阵来实现相关逆矩阵的计算.由于LU分解、Choleskey分解、QR分解的算法复杂度都远小于SVD分解,因此改进后的同化程序将能得到大幅度的性能提升.数值结果表明,本文中所采用的三种矩阵分解方法相比于SVD分解,都提升了集合最优插值的计算效率至少两倍以上.值得一提的是,在四种矩阵分解中Choleskey分解使得整个同化程序的性能达到了最优.

摘要： 传统的航空摄影测量,像控点的布设耗费较多的人工与时间;若采用搭载POS系统的航空器,高精度IMU的成本与载重制约了它的普及.本文提出了一种基于GNSS PPK技术的无地面控制点空中三角测量方法,以后处理GNSS天线中心坐标为控制点,运用影像同名点匹配、坐标系间转换、空间前方交会、光束法空中三角测量、立体模型的解析法绝对定向,实现无地面控制点的空中三角测量,解算得到航线上每张像片的外方位元素以及像片连接点的地面坐标.无需地面控制点、无需IMU,结果证明,此算法计算效率高,且计算误差小,该测量技术对于现实生产有很大意义.

摘要： 倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术,倾斜摄影技术是利用无人机同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集影像,将矢量化数据通过空三计算转化生成实景模型,再通过实景模型量测计算获得具体区域土方工程量大小.文中结合具体土方量计算新方法,介绍了无人机倾斜摄影技术在应对土方算量方面的具体应用,可为类似工程项目提供借鉴.

摘要： 倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术,倾斜摄影技术是利用无人机同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集影像,将矢量化数据通过空三计算转化生成实景模型,再通过实景模型量测计算获得具体区域土方工程量大小.文中结合具体土方量计算新方法,介绍了无人机倾斜摄影技术在应对土方算量方面的具体应用,可为类似工程项目提供借鉴.

摘要： 倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术,倾斜摄影技术是利用无人机同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集影像,将矢量化数据通过空三计算转化生成实景模型,再通过实景模型量测计算获得具体区域土方工程量大小.文中结合具体土方量计算新方法,介绍了无人机倾斜摄影技术在应对土方算量方面的具体应用,可为类似工程项目提供借鉴.

摘要： 本发明属于配电网运行效率评价领域，具体涉及基于配网设备运行效率评价的配网资产运行效率计算方法。本发明明确给出了配网设备负载率与设备运行效率间的关系，构建了单个配网设备运行效率的评价模型，同时建立配网设备运行状态评价体系并计算设备健康度来量化评价设备运行状态，并代入配网设备运行效率的评价模型中从而将设备运行状态对运行效率的影响考虑在内。将配网设备运行效率与整个配网资产运行效率相联系，通过对用户重要度不同的建模量化设备所连用电客户重要度来确定各设备在同设备层级中所占的比重，最后在计算整个配网系统资产运行效率时考虑设备折旧的影响，采用本发明可以更加准确评估配网系统资产运行效率。

摘要： 本发明公开一种定量描述冷头效率的方法，通过为冷头效率定义计算指标，实现了将冷头效率量化。同时本发明还提供了利用定义的计算指标计算冷头效率值和对冷头效率进行监测的方法和系统，实现了对冷头效率的定量分析，并能基于定量分析的结果实现当冷头效率降低到一定程度之后，及时提醒用户准备冷头备件，并及时更换冷头，解决了现有技术中需要维修工程师根据液氦压力数据进行冷头效率定性估计、导致效率不高、容易带来损失的问题。

摘要： 一种管理多重丛集系统的能源效率的方法。此系统检测作用中丛集的目前操作频率进入至或越过作用中丛集的一或多个预设频率点区中任一者的一事件，其中，作用中丛集包括一或多个第一处理器核心。当此事件被检测到时，系统执行以下步骤：识别一目标丛集，其中，目标丛集包括一或多个第二处理器核心，每一第一处理器核心与每一第二处理器核心具有不同的能源效率特性；启用在目标丛集中的至少一第二处理器核心；决定是否将一或多个中断请求由作用中丛集转移至目标丛集；以及根据效率与功率需求来决定是否将作用中丛集中至少一第一处理器核心停用。

摘要： 本发明公开一种定量描述冷头效率的方法，通过为冷头效率定义计算指标，实现了将冷头效率量化。同时本发明还提供了利用定义的计算指标计算冷头效率值和对冷头效率进行监测的方法和系统，实现了对冷头效率的定量分析，并能基于定量分析的结果实现当冷头效率降低到一定程度之后，及时提醒用户准备冷头备件，并及时更换冷头，解决了现有技术中需要维修工程师根据液氦压力数据进行冷头效率定性估计、导致效率不高、容易带来损失的问题。

摘要： 本发明涉及仪表系统失效率技术领域，尤其是指一种仪表系统失效率计算方法，包括仪表系统分类方法、失效率分类方法和失效率数据递推计算方法；仪表系统失效率数据库系统包括失效率数据收集、数据完整性校验、数据质量审核和数据分类，失效率数据收集建设失效数据库，采集失效数据库需要的设备故障数据、维护数据和设备基础数据，形成失效数据的源数据仓库，数据来源首先考虑基于企业现有数据源通过批量或实时采集方式获取。本发明通过将失效率数据库和失效率计算方法相结合，建成仪表失效数据系统平台与智能应用平台，降低设备维护费用。

摘要： 本发明属于配电网运行效率评价领域，具体涉及基于配网设备运行效率评价的配网资产运行效率计算方法。本发明明确给出了配网设备负载率与设备运行效率间的关系，构建了单个配网设备运行效率的评价模型，同时建立配网设备运行状态评价体系并计算设备健康度来量化评价设备运行状态，并代入配网设备运行效率的评价模型中从而将设备运行状态对运行效率的影响考虑在内。将配网设备运行效率与整个配网资产运行效率相联系，通过对用户重要度不同的建模量化设备所连用电客户重要度来确定各设备在同设备层级中所占的比重，最后在计算整个配网系统资产运行效率时考虑设备折旧的影响，采用本发明可以更加准确评估配网系统资产运行效率。

摘要： 本发明属于GPS空间大数据挖掘技术。对于超大规模GPS数据处理而言，原始记录数据每节省一个字节，就能在总量上节省TB级的磁盘存贮空间，相应地大大节省的计算机I/O时间，本发明以同一车载GPS所连续产生的记录序列为对象，通过对ID号、日期、经纬度的合理拆分，将重复部分与非常重复部分分开存贮，有效地将一条标准GPS记录数据的长度无损压缩至10个字节左右，以湖南省区域内244亿条记录为例，节省存贮空间0.44TB，存贮空间节省率达到62.45%。

摘要： 一种管理多重丛集系统的能源效率的方法。此系统检测作用中丛集的目前操作频率进入至或越过作用中丛集的一或多个默认频率点区中任一者的一事件，其中，作用中丛集包括一或多个第一处理器核心。当此事件被检测到时，系统执行以下步骤：识别一目标丛集，其中，目标丛集包括一或多个第二处理器核心，每一第一处理器核心与每一第二处理器核心具有不同的能源效率特性；启用在目标丛集中的至少一第二处理器核心；决定是否将一或多个中断请求由作用中丛集转移至目标丛集；以及根据效率与功率需求来决定是否将作用中丛集中至少一第一处理器核心停用。

摘要： 一种超效率DEA模型无可行解单元超效率值的计算方法，属于管理学领域的效率分析技术方法。在传统的超效率DEA模型中会出现部分决策单元无可行解的问题，本方法为无可行解的决策单元确定了一种合理的超效率值。方法为：在效率前沿上确定一点，该点在超效率模型中有可行解，并且该点是距离无可行解的决策单元最近的点，用该点作为无可行解的有效决策单元的代理，并用该代理点的超效率值作为无可行解决策单元的超效率值。本发明可用于克服传统超效率DEA模型效率分析存在的缺陷。

摘要： 在方法的框架中，即用来在并联式混合动力车辆中计算与并联式混合动力车辆的电机相连的蓄能器的效率，此混合动力车辆具有内燃机和至少一个电机，借助于蓄能器模型，在应用已知的蓄能器特有参数和蓄能器特有的测量变量的情况下，在蓄能器模块中连续地“在线”计算或实时计算蓄能器的效率。