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面向大型结构实时计算的显卡加速显式非线性振型叠加法
1
作者 王贞 黄健君 +2 位作者 武文斌 吴斌 徐小洋 《地震工程与工程振动》 北大核心 2025年第5期154-163,共10页
该文针对具有局部耗能非线性的大型桥梁结构的实时计算问题,提出了一种图形处理器(graphics processing unit,GPU)加速的显式非线性振型叠加法(explicit nonlinear mode superposition method,ENMS)。该方法视非线性反力为外荷载,采用... 该文针对具有局部耗能非线性的大型桥梁结构的实时计算问题,提出了一种图形处理器(graphics processing unit,GPU)加速的显式非线性振型叠加法(explicit nonlinear mode superposition method,ENMS)。该方法视非线性反力为外荷载,采用振型叠加法对单积分步线性运动方程进行解耦,并采用显式逐步积分法求解,避免了运动方程迭代求解,利用了振型叠加法的快速计算优势,大幅提升计算效率。针对方程已经解耦的特征,利用GPU加速计算,进一步提升计算效率。某大跨度斜拉桥数值仿真研究表明:对于存在局部非线性的大型多自由度结构,该方法可利用Midas Civil导出的参数方便地进行动力响应求解,结果精度高;对于黏滞阻尼器的指数阻尼Maxwell模型,二分法能够准确求解阻尼力,较好地解决非线性阻尼器建模问题;GPU加速可显著提升显式非线性振型叠加法计算效率。 展开更多
关键词 大型桥梁结构 局部非线性 线性振型叠加法 显式积分算法 GPU加速计算 实时计算分析
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SVD加速的线性Bregman算法 被引量:1
2
作者 孙涛 张慧 成礼智 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2014年第7期2001-2003,共3页
设计了求解稀疏优化模型的加速线性Bregman算法,该稀疏优化模型可以理解成基追踪模型的一个近似。设计的加速算法主要基于Lagrange对偶和SVD预条件方法两个技术。由Lagrange对偶理论可知,线性Bregman算法等价于梯度法极小化对偶问题的... 设计了求解稀疏优化模型的加速线性Bregman算法,该稀疏优化模型可以理解成基追踪模型的一个近似。设计的加速算法主要基于Lagrange对偶和SVD预条件方法两个技术。由Lagrange对偶理论可知,线性Bregman算法等价于梯度法极小化对偶问题的目标函数,由此可以推导出线性Bregman算法的收敛速度与矩阵A的条件数有关。据此,通过使用SVD预条件方法改善了A的条件数从而加快了线性Bregman算法,还考虑了Ax=b不相容的情况,通过等价变换和SVD技术极大地降低了对偶问题的规模,从而设计出有效的加速算法。最后模拟了两个数值实验,验证了算法在速度上的优势。 展开更多
关键词 基追踪 LAGRANGE对偶 线性bregman算法 奇异值分解 条件数 优化
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解非线性优化问题的混合加速遗传算法 被引量:3
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作者 杨晓华 杨志峰 郦建强 《北京师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期551-556,共6页
通过在实码遗传算法进化过程中加入改进的步长加速学习算子 ,并利用实码遗传算法和步长加速法所得到的优秀个体群 ,作为变量新的变化范围 ,逐步缩小搜索空间 ,自动向最优解收缩 ,提出了求解不可微非线性函数全局解的一种新方法———混... 通过在实码遗传算法进化过程中加入改进的步长加速学习算子 ,并利用实码遗传算法和步长加速法所得到的优秀个体群 ,作为变量新的变化范围 ,逐步缩小搜索空间 ,自动向最优解收缩 ,提出了求解不可微非线性函数全局解的一种新方法———混合加速遗传算法 (HAGA) ,给出了HAGA算法实施的详细步骤 ,建立了HAGA相应的收敛定理 .理论分析和实例分析表明 ,HAGA具有准确、快速和适用性强等特点 ,是一种既可以较大概率搜索全局最优解 ,又能进行局部细致搜索的优秀非线性优化方法 ,可广泛应用于各种不可微函数优化问题中 . 展开更多
关键词 实码 线性优化问题 加速遗传算法 步长加速
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基于改进线性Bregman算法的ECT图像重建算法 被引量:6
4
作者 马敏 孙美娟 《计量学报》 CSCD 北大核心 2021年第7期879-884,共6页
针对电容层析成像(ECT)逆问题求解的欠定性,将分别利用奇异值分解(SVD)和二阶迭代思想改进后的线性Bregman算法应用到ECT图像重建过程中。仿真实验结果表明,它们比SVD、Landweber、CG和线性Bregman算法的成像分辨率更高,速度也更快;在2... 针对电容层析成像(ECT)逆问题求解的欠定性,将分别利用奇异值分解(SVD)和二阶迭代思想改进后的线性Bregman算法应用到ECT图像重建过程中。仿真实验结果表明,它们比SVD、Landweber、CG和线性Bregman算法的成像分辨率更高,速度也更快;在2种改进算法中,基于奇异值分解改进的图像重建伪影更少,而基于二阶迭代改进的速度明显提升。 展开更多
关键词 计量学 电容层析成像 线性bregman算法 奇异值分解 二阶迭代
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非线性动态加速系数对粒子群算法的影响 被引量:3
5
作者 孙湘 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2011年第10期131-134,共4页
粒子群算法(PSO)中的加速系数影响着粒子的个体认知和群体认知,而传统算法中的加速系数一般取常量。据研究发现,粒子的个体认识和群体认识分别主导着粒子的全局搜索能力和局部搜索能力,提高粒子个体认识可以有效增强算法的全局搜索能力... 粒子群算法(PSO)中的加速系数影响着粒子的个体认知和群体认知,而传统算法中的加速系数一般取常量。据研究发现,粒子的个体认识和群体认识分别主导着粒子的全局搜索能力和局部搜索能力,提高粒子个体认识可以有效增强算法的全局搜索能力,而提高粒子的群体认识可以有效增强算法的局部搜索能力。为进一步研究加速系数对粒子群算法的影响,本文在时变线性加速系数的基础上,提出了三种动态自适应非线性加速系数,并利用四个基准函数进行对比仿真实验。实验结果表明:非线性时变加速系数PSO的寻优效果较线性策略有一定的提高,且加速系数以反正切函数动态改变的PSO寻优效果最佳。 展开更多
关键词 粒子群算法 加速系数 线性
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基于改进Markov邻域的非线性0-1规划智能算法加速策略 被引量:1
6
作者 李维鹏 曾静 张国良 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2016年第9期2416-2421,2471,共7页
大规模非线性0-1规划问题求解时间较长,通过分析非线性0-1规划问题特点及算法寻优的Markov过程,提出一种基于改进Markov邻域的智能算法加速策略。首先,根据0-1规划问题解特点给出了非线性0-1规划问题的改写模型;随后,基于该模型给出了... 大规模非线性0-1规划问题求解时间较长,通过分析非线性0-1规划问题特点及算法寻优的Markov过程,提出一种基于改进Markov邻域的智能算法加速策略。首先,根据0-1规划问题解特点给出了非线性0-1规划问题的改写模型;随后,基于该模型给出了改进的Markov邻域,并推导和证明了改进邻域下任意两个状态之间的可达概率及其条件;最后,通过进一步分析非线性0-1规划模型并融合所提出的改进邻域,设计了采用Markov过程的智能算法的约束条件和目标函数递推更新策略对算法进行加速。采用不同算例进行多次测试,结果表明,在保持加速算法与原算法寻优效果相当的前提下,该策略对多种智能算法的寻优效率均有不同程度的提升。 展开更多
关键词 线性0-1规划 Markov邻域 智能算法加速 递推更新
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基于加速Bregman方法和阈值迭代法的联合地震数据重建 被引量:7
7
作者 庞洋 张华 +3 位作者 郝亚炬 彭清 梁爽 韩紫璇 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期1035-1045,I0002,共12页
地震数据缺失道重建是数据处理的重要环节,但现今大部分重建算法收敛速度慢,计算成本高,难以满足海量数据处理的要求。为此,提出一种将加速线性Bregman方法(ALBM)与阈值迭代法(ISTA)进行联合的快速重建方法,并采用多尺度、多方向曲波变... 地震数据缺失道重建是数据处理的重要环节,但现今大部分重建算法收敛速度慢,计算成本高,难以满足海量数据处理的要求。为此,提出一种将加速线性Bregman方法(ALBM)与阈值迭代法(ISTA)进行联合的快速重建方法,并采用多尺度、多方向曲波变换作为稀疏基。ALBM能从未阈值化的曲波系数得到更多的有效信号,因此在迭代初期收敛速度快;后期因未阈值化的曲波系数带入更多噪声,会降低重建精度。ISTA则一直需要将曲波系数进行阈值化,迭代初期滤除了大部分有效系数,故收敛速度慢;但后期能恢复微弱有效信号,故重建精度较高。为了充分发挥两种算法的优势,文中给出了1~0范围的线性和指数两种加权参数公式,有效地将ALBM与ISTA两种算法进行线性组合,保证在迭代初期ALBM起主要作用,迭代后期ISTA作用大,从而使该联合算法既迭代速度快,且迭代精度高。联合过程中,采用软阈值公式,引入了指数阈值参数公式。理论模拟结果表明,相对于ALBM、ISTA及传统联合方法,所提加速联合方法的计算速度较快,重建效果明显。 展开更多
关键词 地震数据重建 压缩感知 加速线性bregman算法 阈值迭代 联合算法
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二层线性规划问题的遗传算法求解 被引量:14
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作者 刘树安 尹新 +1 位作者 郑秉霖 王梦光 《系统工程学报》 CSCD 1999年第3期280-285,共6页
对下层具有多个决策者的二层线性规划问题,提出采用遗传算法结合线性规划方法进行求解的思想,并根据二层线性规划问题的具体特点,对遗传算法在编码、约束处理、下层问题无解处理、变异算子等方面进行了改进,最后以实例验证了算法的... 对下层具有多个决策者的二层线性规划问题,提出采用遗传算法结合线性规划方法进行求解的思想,并根据二层线性规划问题的具体特点,对遗传算法在编码、约束处理、下层问题无解处理、变异算子等方面进行了改进,最后以实例验证了算法的有效性. 展开更多
关键词 二层线性规划 遗传算法 惩罚函数 加速变异算子
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基于线性八叉树的快速直接体绘制算法 被引量:3
9
作者 黄展鹏 鲍苏苏 刘耀辉 《计算机应用与软件》 CSCD 2009年第1期37-38,75,共3页
提出了基于线性八叉树的加速体绘制算法。利用线性八叉树对物体进行空间剖分,光线投射法跨越体数据集中的空体素,以提高绘制的速度。针对光线穿越体数据时的特殊情况,改进线性八叉树邻域查找的方法,特别是不同尺寸的邻域查找方法,克服... 提出了基于线性八叉树的加速体绘制算法。利用线性八叉树对物体进行空间剖分,光线投射法跨越体数据集中的空体素,以提高绘制的速度。针对光线穿越体数据时的特殊情况,改进线性八叉树邻域查找的方法,特别是不同尺寸的邻域查找方法,克服了层次八叉树邻域查找的低效率,同时提出了光线离开平面的简洁判定方法,方便光线下一个采样点的计算。实验结果表明,该算法能够有效地提高绘制的速度。 展开更多
关键词 直接体绘制 线性八叉树 基于图像绘制技术 加速算法
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求解大规模三对角线性方程组的GaBP并行算法 被引量:1
10
作者 陈振武 郑汉垣 +1 位作者 兰添才 曾志宏 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期96-100,共5页
根据大规模三对角线性方程组求解的特性,结合消息传递接口和开放多处理模型,设计分布式共享内存环境下求解大规模三对角线性方程组的GaBP并行算法。在Intel Xeon E5-2650并行计算集群环境上进行数值实验,结果表明,与基于消息传递接口的G... 根据大规模三对角线性方程组求解的特性,结合消息传递接口和开放多处理模型,设计分布式共享内存环境下求解大规模三对角线性方程组的GaBP并行算法。在Intel Xeon E5-2650并行计算集群环境上进行数值实验,结果表明,与基于消息传递接口的GaBP并行算法相比,该算法具有更高的加速比和更好的可扩展性,能充分发挥集群系统的综合计算性能,提高大规模三对角线性方程组的求解速度。 展开更多
关键词 三对角线性方程组 GaBP算法 并行算法 加速 可扩展性
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实码加速遗传算法在改进TOPSIS法中的应用 被引量:3
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作者 张目 周宗放 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第17期235-237,240,共4页
为改进TOPSIS法,分别以方案点靠近理想点和远离负理想点为目标,构建非线性规划模型。运用实码加速遗传算法(RAGA)进行求解,可较方便地获得兼具决策方法适应性和决策者偏好的指标综合权重。由此,基于RAGA的改进TOPSIS法可在一定程度上克... 为改进TOPSIS法,分别以方案点靠近理想点和远离负理想点为目标,构建非线性规划模型。运用实码加速遗传算法(RAGA)进行求解,可较方便地获得兼具决策方法适应性和决策者偏好的指标综合权重。由此,基于RAGA的改进TOPSIS法可在一定程度上克服传统TOPSIS法的不足。应用实例证明了该方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 多属性决策 TOPSIS法 线性规划 实码加速遗传算法 综合赋权
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高效的带状线性方程组分布式并行算法 被引量:2
12
作者 赵瑛 盛跃宾 宋晓秋 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2005年第3期732-734,共3页
提出了一种新的带状线性方程组的分布式并行算法(NewDistributedParallelAlgorithmforBandedLinearEquations, 简称为NDPAB 算法)。当带状线性方程组的系数矩阵满足对角占优时,算法在运行过程中不会中断,算法的加速比接近于处理器数目... 提出了一种新的带状线性方程组的分布式并行算法(NewDistributedParallelAlgorithmforBandedLinearEquations, 简称为NDPAB 算法)。当带状线性方程组的系数矩阵满足对角占优时,算法在运行过程中不会中断,算法的加速比接近于处理器数目。给出了基于局域网的MPI 异构环境下数值实验结果,数值实验结果表明算法是高效的。 展开更多
关键词 线性方程组 分布式并行算法 数值实验 系数矩阵 对角占优 加速 数目 处理器 MPI 中断
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Weibull分布对数线性加速模型的可靠性估计方法 被引量:6
13
作者 刘婷 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期29-32,37,共5页
针对Weibull分布产品的多应力加速试验,提出采用对数线性加速模型描述多个应力和产品寿命之间的定量关系,建立了Weibull分布对数线性加速试验的可靠性分析模型。鉴于似然函数的高度非线性和非单调特性,采用遗传算法得到了加速模型参数... 针对Weibull分布产品的多应力加速试验,提出采用对数线性加速模型描述多个应力和产品寿命之间的定量关系,建立了Weibull分布对数线性加速试验的可靠性分析模型。鉴于似然函数的高度非线性和非单调特性,采用遗传算法得到了加速模型参数的极大似然估计,可以实现不同应力之间可靠性特性参数的相互转换。仿真算例验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 加速寿命试验 WEIBULL分布 对数线性加速模型 极大似然估计 遗传算法
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分支定界搜索信息深度引导的电-气互联系统调度决策加速求解方法 被引量:4
14
作者 高倩 杨知方 +1 位作者 李文沅 卢毓东 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第13期3990-4002,共13页
电-气互联系统调度决策问题旨在实现天然气系统和电力系统中可调节资源的最佳配置,其精准性与高效性直接影响电-气互联系统运行的安全性与经济性。为描述可调节资源离散状态、非线性运行特性等物理性质,电-气互联系统调度决策问题中含... 电-气互联系统调度决策问题旨在实现天然气系统和电力系统中可调节资源的最佳配置,其精准性与高效性直接影响电-气互联系统运行的安全性与经济性。为描述可调节资源离散状态、非线性运行特性等物理性质,电-气互联系统调度决策问题中含有规模庞大的离散决策变量,模型复杂度高,使得现有依赖于商业混合整数线性规划(MILP)求解器的电力系统运筹优化技术面临“组合爆炸”的计算负担。为此,该文提出一种分支定界搜索信息深度引导的电-气互联系统调度决策加速求解方法。所提方法利用分支定界初始搜索阶段的信息构建小规模辅助MILP模型,并内嵌于分支定界搜索过程,引导剪除更多冗余搜索空间,在不损失最优性的前提下加速收敛。基于RTS-GMLC电力系统和天然气系统不同负荷水平及线性分段数下的30个算例仿真结果说明,相比于直接使用商业MILP求解器,所提方法在不损失最优性的前提下可实现平均4.20倍的加速,验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 电-气互联 调度决策 混合整数线性规划 加速算法
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基于递归耦合方法的三对角线性方程组分布式并行算法 被引量:4
15
作者 方蓉 赵瑛 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2006年第4期670-671,687,共3页
提出了一种在分布式计算机上用递归倍增方法解三对角线性方程组的并行算法。通过研究算法中的额外开销达到优化标量算法的执行和通讯,并减少了存储开销。当三对角线性方程组的系数矩阵满足对角占优时,该算法在运行过程中不会中断。最后... 提出了一种在分布式计算机上用递归倍增方法解三对角线性方程组的并行算法。通过研究算法中的额外开销达到优化标量算法的执行和通讯,并减少了存储开销。当三对角线性方程组的系数矩阵满足对角占优时,该算法在运行过程中不会中断。最后,在采用消息传递编程模型的基于局域网MPI并行环境下对算法进行了评价。数值实验结果表明,该算法是高效的。 展开更多
关键词 三对角线性方程组 并行算法 加速 分布式 可扩展性
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基于非线性原-对偶内点算法的电力系统无功优化 被引量:3
16
作者 谢传治 高喜珠 +1 位作者 闫永生 陈根永 《郑州大学学报(工学版)》 CAS 2006年第2期77-80,共4页
以电力系统中无功优化的非线性规划模型为基础,采用原对偶内点算法进行全局寻优.文中通过对障碍参数确定方式的研究,根据障碍参数的物理本质以及电力系统本身的特点,提出了在运用原对偶内点算法分析电力系统无功优化时,应根据不同物理... 以电力系统中无功优化的非线性规划模型为基础,采用原对偶内点算法进行全局寻优.文中通过对障碍参数确定方式的研究,根据障碍参数的物理本质以及电力系统本身的特点,提出了在运用原对偶内点算法分析电力系统无功优化时,应根据不同物理意义的变量来确定相应障碍参数的方法.在此基础上,分析了障碍参数中加速因子对算法的影响,提出了加速因子的动态确定策略.在对IEEE 118节点系统进行的计算分析表明本文算法收敛性好、计算速度快. 展开更多
关键词 无功优化 线性规划 原-对偶内点算法 障碍参数 对偶间隙 加速因子
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基于SSA-GB-ELM的并联式六维加速度传感器非线性解耦 被引量:2
17
作者 郝喆 于春战 +3 位作者 张佳林 席攀峰 窦琢仑 孙治博 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2023年第10期106-114,共9页
六维加速度传感器的高精度测量可有效提高底盘防倾翻控制系统的控制效果,但并联式弹性元件的维间耦合会给传感器带来非线性误差,采用极限学习机算法进行标定解耦可以有效提高传感器的测量精度。但传统极限学习机非线性解耦算法精度较低... 六维加速度传感器的高精度测量可有效提高底盘防倾翻控制系统的控制效果,但并联式弹性元件的维间耦合会给传感器带来非线性误差,采用极限学习机算法进行标定解耦可以有效提高传感器的测量精度。但传统极限学习机非线性解耦算法精度较低,使用麻雀搜索算法可以获得极限学习机的最佳初始权值、阈值。同时,将最大类间方差法融入到麻雀算法优化的极限学习机中,可以探索六维加速度传感器固有耦合关系,把传统极限学习机黑箱模型转换为灰箱模型,从而提出一种麻雀搜索优化灰箱极限学习机(sparrow search algorithm-gray box-extreme learning machine, SSA-GB-ELM)的解耦算法。通过实验验证,使用该算法的并联式六维加速度传感器非线性解耦精度显著提高,Ⅰ类误差最大为0.023%,Ⅱ类误差最大为0.046%,解耦时间为1.095 s,可以高效解决六维加速度传感器非线性耦合问题。 展开更多
关键词 线性解耦 六维加速度传感器 极限学习机 麻雀搜索算法 最大类间方差
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带状线性方程组的一种有效分布式并行算法 被引量:8
18
作者 盛跃宾 宋晓秋 刘德贵 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2004年第7期967-969,共3页
根据分而治之思想提出了一种带状线性方程组的分布式并行算法 (DistributedParallelAlgorithmofBandedLinearEquations,简称为DPAB算法 )。当带状线性方程组的系数矩阵满足对角占优时 ,该算法在运行过程中不会中断。分析了算法的复杂性 ... 根据分而治之思想提出了一种带状线性方程组的分布式并行算法 (DistributedParallelAlgorithmofBandedLinearEquations,简称为DPAB算法 )。当带状线性方程组的系数矩阵满足对角占优时 ,该算法在运行过程中不会中断。分析了算法的复杂性 ,给出了基于局域网的MPI异构环境下数值实验结果。其实验结果表明 ,该算法是高效的。 展开更多
关键词 带状线性方程组 分布式并行算法 加速
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一种新的三对角线性方程组分布式并行算法 被引量:3
19
作者 盛跃宾 宋晓秋 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期258-260,共3页
根据分而治之的思想提出了一种求解严格对角占优的三对角线性方程组的分布式并行算法(newdis tributedparallelalgorithm,NDPA)。当方程组的系数矩阵满足对角占优时,该算法是数值稳定的。新算法的算法复杂性和最优串行追赶法差不多,算... 根据分而治之的思想提出了一种求解严格对角占优的三对角线性方程组的分布式并行算法(newdis tributedparallelalgorithm,NDPA)。当方程组的系数矩阵满足对角占优时,该算法是数值稳定的。新算法的算法复杂性和最优串行追赶法差不多,算法总通信建立次数为2,仅在相邻处理器间进行通信,且每次通信传送2个数据元素分析了算法的加速比、效率以及算法的可扩展性,给出了基于局域网的MPI异构环境下数值实验结果。数值实验结果表示,该算法是高效的。 展开更多
关键词 三对角线性方程组 加速 可扩展性 分布式并行算法 数值计算 系数矩阵
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求解中子输运方程的保正及S_(2)综合加速方法
20
作者 薛雅惠 袁达明 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期980-990,共11页
中子输运方程的数值方法中,保正性和迭代收敛速度都是重要且具有挑战性的问题。对于一维板几何中子输运方程,采用S_(2)综合加速度法和保正方法相结合的算法进行求解。对于中子输运方程和S_(2)方程,采用线性间断Galerkin方法对其离散,并... 中子输运方程的数值方法中,保正性和迭代收敛速度都是重要且具有挑战性的问题。对于一维板几何中子输运方程,采用S_(2)综合加速度法和保正方法相结合的算法进行求解。对于中子输运方程和S_(2)方程,采用线性间断Galerkin方法对其离散,并使用两种限制器得到非负解,这些限制器是易于实现的。将算法用于求解Reed问题,得到的数值结果验证了方法的有效性。 展开更多
关键词 中子输运方程 保正算法 S_(2)综合加速 线性间断Galerkin方法
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