极端质量比旋近数据分析方法综述

1

作者 邹晓博 Soumya Mohanty +10 位作者 谢群英 陈弦 罗洪刚 刘玉孝 韩文标 矫佳庚 张学昊 赵少东 郭意扬 王瀚之 金书竹 《北京大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期181-194,共14页

极端质量比旋近EMRI指质量比在10^(4)~10^(7)之间的双星系统,其中小质量天体被捕获后绕大质量黑洞旋近,期间损失的能量以引力波的形式向外辐射。旋近结束前的最后一年估计能产生105个旋近周期,因此可提供丰富的引力波相位演化信息。小... 极端质量比旋近EMRI指质量比在10^(4)~10^(7)之间的双星系统,其中小质量天体被捕获后绕大质量黑洞旋近,期间损失的能量以引力波的形式向外辐射。旋近结束前的最后一年估计能产生105个旋近周期,因此可提供丰富的引力波相位演化信息。小质量天体处在大质量黑洞的强引力环境中,运动轨迹能反映大质量黑洞周围的时空结构,其波形可用来限制引力理论和无毛定理等。大质量黑洞一般处在星系中心,星系所处的天文学环境会在波形中留下痕迹。多个波源能给出大黑洞的质量和自旋分布,用于限制宇宙演化和星系演化等。基于上述科学意义,EMRI成为空间引力波计划LISA、太极和天琴的重要观测目标,因此对EMRI的数据分析成为一个重要任务。EMRI波形的高维度和复杂性对数据分析方法要求较高,目前还没有公认的满意答案。首先回顾LISA模拟数据挑战赛中提出的方法和最近的讨论,然后总结EMRI数据分析的难点,并提出改进方法,最后讨论未来研究发展中可能用到的几个线索。 展开更多

关键词 极端质量比旋近 信号探测 参数估计 频谱法 匹配滤波

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弹性动力学方程边界元法计算公式探讨 被引量：1

2

作者 李开海 《重庆建筑大学学报》 CSCD 1999年第2期38-41,48,共5页

弹性动力学是力学领域中的一个重要课题。在采用边界元方法计算时有许多数值方法值得探讨，尤其是奇异积分的处理。本文讨论了在Ｆｏｕｒｉｅｒ变换下弹性动力学方程边界元方法中的奇异积分的一种计算方法。

关键词 弹性动力学 边界元方法 奇异积分

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位移无拖曳控制的动力学协调条件研究 被引量：1

3

作者 苟兴宇 王丽娇 +2 位作者 许现民 邹奎 蒋庆华 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期540-549,共10页

针对位移无拖曳控制的可实现性问题及避免推力饱和问题,首先基于位移无拖曳控制动力学方程,推导出位移无拖曳控制系统中连续可变推力推进子系统的最大推力需要满足的基本动力学协调条件。进一步由位移无拖曳控制动力学方程退化得到的切... 针对位移无拖曳控制的可实现性问题及避免推力饱和问题,首先基于位移无拖曳控制动力学方程,推导出位移无拖曳控制系统中连续可变推力推进子系统的最大推力需要满足的基本动力学协调条件。进一步由位移无拖曳控制动力学方程退化得到的切换动力学方程,推导出负刚度加速度函数为线性及非线性函数两种情形下的让步动力学协调条件。针对让步动力学协调条件开展了仿真比对,结果表明,强非线性情形下的让步动力学协调条件比退化的线性情形更加严苛。最后通过分析给出位移无拖曳控制避免推力饱和的、定性的动力学协调条件,并得到仿真校验,即:检验质量初始状态及指令状态应在让步动力学协调条件区域内靠近负刚度力零位,开环系统时间延迟尽可能短,并且控制带宽应折中选择。 展开更多

关键词 位移无拖曳控制 动力学协调条件 切换动力学方程 HAMILTON函数 检验质量状态初值

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一种求解地震波方程的高效并行谱元格式 被引量：5

4

作者 林灯 崔涛 +1 位作者 冷伟 张林波 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期1147-1155,共9页

地震波数值模拟在地震学和地震勘探中扮演着非常重要角色.在已有工作的基础上,提出1种高效并行的地震波PML方程谱元格式.PML被引入地震波方程以吸收外向波进而模拟无界区域.进一步,为了适应复杂地形同时允许时间显式推进,谱元方法被用... 地震波数值模拟在地震学和地震勘探中扮演着非常重要角色.在已有工作的基础上,提出1种高效并行的地震波PML方程谱元格式.PML被引入地震波方程以吸收外向波进而模拟无界区域.进一步,为了适应复杂地形同时允许时间显式推进,谱元方法被用来离散地震波PML方程.由此得到地震波PML方程谱元格式.在此基础上,阐述了单元刚度矩阵分解性质,并说明了利用单元刚度矩阵分解可以大幅减少刚度矩阵存储量同时显著加速刚度矩阵与向量乘积,进而显著减少格式的计算量和存储量.此外,算法复杂性分析表明格式无论在计算量上还是在存储量上都优于几种已知的1阶地震波PML方程谱元格式.结合并行技术,给出了高效并行的地震波PML方程谱元格式.数值实验验证了格式的正确性、良好的强弱并行可扩展性以及对复杂地形的适应性. 展开更多

关键词 地震波方程 数值模拟 完美匹配层 谱元方法 单元刚度矩阵分解 并行计算

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“Good”Boussinesq方程的多辛算法 被引量：11

5

作者 曾文平 黄浪扬 秦孟兆 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2002年第7期743-748,共6页

考虑非线性“Good”Boussinesq方程的多辛形式 ,对于多辛形式 ,提出了一个新的等价于中心Preissman积分的 15点多辛格式·　数值试验结果表明 :多辛格式具有良好的长时间数值行为·

关键词 “Good”Boussinesq方程 多辛算法 守恒律

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基于动态数据分布的并行Shear-Warp体绘制算法 被引量：5

6

作者 任继成 袁晓君 +1 位作者 李华 刘慎权 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第4期241-244,共4页

提出了基于动态数据分布的并行 Shear- Warp体绘制算法和新的动态数据分布策略 ,利用空闲的广播通信线路使数据重分布与绘制并行进行 ,提高了通信线路的利用率 ,避免了数据的冗余存储 ,减少了资源浪费 ,并避免了对算法效率的影响 ;改进... 提出了基于动态数据分布的并行 Shear- Warp体绘制算法和新的动态数据分布策略 ,利用空闲的广播通信线路使数据重分布与绘制并行进行 ,提高了通信线路的利用率 ,避免了数据的冗余存储 ,减少了资源浪费 ,并避免了对算法效率的影响 ;改进的任务分配与负载平衡策略 ,避免了节点机负载的不平衡和流水线作业的积压 。 展开更多

关键词 体绘制 并算法 流水线 图像处理 数据分布

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小波变换用于去除高频随机噪声 被引量：18

7

作者 张宇 张关泉 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 1997年第3期327-337,共11页

小波变换以小波奇性分析中得出的一些结论作为理论依据，利用连续小波变换情况下信号与噪声呈现出的不同性质来确定信噪比较低的部分，去掉相应的正交小波分量，再经反变换后便可达到压制噪声的目的。小波变换用于去除高频随机噪声方法... 小波变换以小波奇性分析中得出的一些结论作为理论依据，利用连续小波变换情况下信号与噪声呈现出的不同性质来确定信噪比较低的部分，去掉相应的正交小波分量，再经反变换后便可达到压制噪声的目的。小波变换用于去除高频随机噪声方法的主要特点是：可以自动地判定低信噪比区间，且无论在时间域或频率域均可局部地进行去除噪声。数值试验的结果表明：经本文方法处理的剖面，平均信噪比、视觉信噪比以及视觉分辨率均可得到改善。 展开更多

关键词 地震数据处理 小波变换 去噪 高频随机噪声

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Marmousi模型单炮叠前深度偏移的广义相位屏法及其并行实现 被引量：10

8

作者 张文生 张关泉 郝现军 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2000年第3期1-7,25,共8页

叠前深度偏移是解决复杂构造成像的重要方法 ,单炮叠前深度偏移具有最高的精度。本文针对Marmousi复杂构造模型 ,用广义相位屏法进行了单炮叠前深度偏移 ,并与裂步法和傅里叶有限差分法的偏移结果作了比较。计算用MPI并行算法实现。数... 叠前深度偏移是解决复杂构造成像的重要方法 ,单炮叠前深度偏移具有最高的精度。本文针对Marmousi复杂构造模型 ,用广义相位屏法进行了单炮叠前深度偏移 ,并与裂步法和傅里叶有限差分法的偏移结果作了比较。计算用MPI并行算法实现。数值计算表明 ,广义相位屏法的精度比裂步法高 ,与傅里叶有限差分法的精度相当 ,而其计算量要小于傅里叶有限差分法。由于并行算法缩短了计算时间 ,使得该方法用于实际资料处理成为可能。 展开更多

关键词 单炮 叠前深度偏移 广义相位屏 地震勘探

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多重网格法在加速自适应网格生成中的应用 被引量：5

9

作者 刘卓 曾庆存 张林波 《大气科学》 CSCD 北大核心 1998年第2期191-198,共8页

多重网格法是７０年代以来发展起来的用于加速迭代收敛的一种行之有效的方法，它通过采用不同疏密的网格距来“消除”不同频率范围内的误差分量的办法，加速了迭代的收敛速度，具有收敛速度快，收敛精度高以及节省ＣＰＵ时间等特点。将... 多重网格法是７０年代以来发展起来的用于加速迭代收敛的一种行之有效的方法，它通过采用不同疏密的网格距来“消除”不同频率范围内的误差分量的办法，加速了迭代的收敛速度，具有收敛速度快，收敛精度高以及节省ＣＰＵ时间等特点。将其用于台风路径预报的自适应网格的生成，试验表明，多重网格法比单重网格可提高效率达２０多倍。 展开更多

关键词 多重网格法 自适应网格 加速迭代收敛 预报

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一种基于TV分裂的真正多维Riemann解法器 被引量：6

10

作者 胡立军 袁礼 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2017年第3期243-264,共22页

给出了一种真正多维的HLL Riemann解法器.采用TV(Toro-Vázquez)分裂将通量分裂成对流通量和压力通量,其中对流通量的计算采用类似于AUSM格式的迎风方法,压力通量的计算采用波速基于压力系统特征值的HLL格式,并将HLL格式耗散项中的... 给出了一种真正多维的HLL Riemann解法器.采用TV(Toro-Vázquez)分裂将通量分裂成对流通量和压力通量,其中对流通量的计算采用类似于AUSM格式的迎风方法,压力通量的计算采用波速基于压力系统特征值的HLL格式,并将HLL格式耗散项中的密度差用压力差代替,来克服传统的HLL格式不能分辨接触间断的缺点.为了实现数值格式真正多维的特性,分别计算网格界面中点和角点上的数值通量,并且采用Simpson公式加权中点和角点上的数值通量来得到网格界面上的数值通量.采用基于SDWLS(solution dependent weighted least squares)梯度的线性重构来获得空间的二阶精度,时间离散采用二阶Runge-Kutta格式.数值实验表明,相比于传统的一维HLL格式,该文的真正多维HLL格式具有能够分辨接触间断,消除慢行激波波后振荡以及更大的时间步长等优点.并且,与其他能够分辨接触间断的格式(例如HLLC格式)不同的是,真正多维的HLL格式在计算二维问题时不会出现数值激波不稳定现象. 展开更多

关键词 EULER方程 TV分裂 角点通量 真正多维Riemann解法器 捕捉接触间断 激波不稳定性

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几何偏微分方程和离散曲面设计(英文) 被引量：4

11

作者 徐国良 潘青 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第12期2596-2606,共11页

使用若干个几何本质的曲率驱动的偏微分方程来构造符合指定C0或C1边界条件的三边曲面片和四边曲 面片,这些方程的数值解由所涉及的微分几何算子的离散化来得到,微分几何算子的离散化则源于参数逼近.所构 造的曲面片满足某些特定的几何... 使用若干个几何本质的曲率驱动的偏微分方程来构造符合指定C0或C1边界条件的三边曲面片和四边曲 面片,这些方程的数值解由所涉及的微分几何算子的离散化来得到,微分几何算子的离散化则源于参数逼近.所构 造的曲面片满足某些特定的几何偏微分方程,故具有理想的形状,将这些曲面片组装起来便构造出复杂的几何模 型.通过反复的子分和演化,得到几何模型的多尺度表示. 展开更多

关键词 几何设计 几何PDE 离散曲面片 参数逼近

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螺旋坐标下的因子分解合成炮叠前深度偏移 被引量：2

12

作者 张文生 张关泉 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期520-525,共6页

在合成炮叠前深度偏移的基础上 ,提出了一种高效的合成炮叠前深度偏移方法 ,即在螺旋坐标下用因子分解进行波场外推的混合法 .用因子分解进行波场外推分为因果过程和反因果过程两个显式求解过程 .这种螺旋坐标下的显式求解过程 ,提高了... 在合成炮叠前深度偏移的基础上 ,提出了一种高效的合成炮叠前深度偏移方法 ,即在螺旋坐标下用因子分解进行波场外推的混合法 .用因子分解进行波场外推分为因果过程和反因果过程两个显式求解过程 .这种螺旋坐标下的显式求解过程 ,提高了波场外推的效率 .根据相位编码原理 ,对多个射线参数的合成波场进行了编码叠加 ,基于射线参数实现了MPI并行计算 ,进一步提高了计算效率 .在推导了有关公式并进行定量分析之后 ,对Marmousi复杂模型进行了计算 ,并作了比较 ,结果表明本文方法具有精度高和速度快的特点 ,可用于实际资料的计算 . 展开更多

关键词 螺旋坐标 因子分解 叠前深度偏移 波场合成 编码叠加 混合法 波场外推 地震勘探 精细成像 地震资料处理

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一种治愈强激波数值不稳定性的混合方法 被引量：5

13

作者 胡立军 袁礼 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2015年第5期482-493,共12页

HLLC(Harten-Lax-Leer-contact)格式是一种高分辨率格式,能够准确捕捉激波、接触间断和稀疏波.但是使用HLLC格式计算多维问题时,在强激波附近会出现激波不稳定现象.FORCE(first-order centred)格式在强激波附近表现出很好的稳定性,并且... HLLC(Harten-Lax-Leer-contact)格式是一种高分辨率格式,能够准确捕捉激波、接触间断和稀疏波.但是使用HLLC格式计算多维问题时,在强激波附近会出现激波不稳定现象.FORCE(first-order centred)格式在强激波附近表现出很好的稳定性,并且其数值耗散比HLL(HartenLax-Leer)格式小.分析了HLLC格式和FORCE格式在特定流动条件下的稳定性,构造了HLLCFORCE混合格式并且进一步结合开关函数来消除HLLC格式的激波不稳定现象.数值试验表明新构造的混合格式不仅能够消除HLLC格式的激波不稳定现象,还最大程度地保留HLLC格式高分辨率的优点. 展开更多

关键词 数值激波不稳定性 稳定性分析 HLLC-FORCE混合格式 MUSCL重构

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用反调和平均曲率流实现网格保特征平滑 被引量：3

14

作者 赵欢喜 徐国良 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期325-330,共6页

利用反调和平均曲率流,提出一种各向异性、快速的不规则三角网格去噪算法.模型中选择的各向异性演化权函数比较简单,同时保持了网格的几何特征.分别用显式格式和半隐式格式实现了此平滑算法.提供的数值例子显示了模型的有效性.

关键词 网格去噪 保特征 反调和平均曲率流

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非规则数据场并行体绘制算法 被引量：2

15

作者 任继成 刘慎权 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 1998年第9期813-818,共6页

并行算法是实现体绘制加速的重要途径，然而现有的并行体绘制算法大部分是针对规则数据场的．本文提出了一个分布式计算环境下的非规则数据场并行体绘制算法．本文的算法采用静态数据分布，避免了绘制过程中数据的重分布与计算结点间的... 并行算法是实现体绘制加速的重要途径，然而现有的并行体绘制算法大部分是针对规则数据场的．本文提出了一个分布式计算环境下的非规则数据场并行体绘制算法．本文的算法采用静态数据分布，避免了绘制过程中数据的重分布与计算结点间的通信，并提出了优化的图像合成方法，使绘制与合成并行执行，避免了网络通信的阻塞，提高了算法的并行性．静态与动态相结合的负载平衡策略，进一步提高了算法的效率．实现与测试结果表明，本文的算法取得了较好的加速比． 展开更多

关键词 并行体绘制 非规则数据场 图像合成 算法

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一阶双曲问题的间断流线扩散法的后验误差估计 被引量：1

16

作者 康彤 余德浩 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2002年第6期653-660,共8页

研究了求解一阶双曲问题的间断流线扩散法的后验误差估计 ,并依此来实现空间网格局部的合理调整 ,所给的数值算例也验证了此方法的正确性和可行性·

关键词 后验误差估计 间断流线扩散法 一阶双曲方程

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求解Helmholtz方程的快速算法（英文） 被引量：2

17

作者 冷伟 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2015年第5期726-742,共17页

本文提出了求解Helmholtz方程的一个新的快速算法.该算法是建立在有重叠区域的区域分解算法之上的.该算法首先对求解区域进行层次的区域分解,然后建立了各层次的子区域上的入射波到出射波的映射,最后通过层次的传播波的信息,得到Helmho... 本文提出了求解Helmholtz方程的一个新的快速算法.该算法是建立在有重叠区域的区域分解算法之上的.该算法首先对求解区域进行层次的区域分解,然后建立了各层次的子区域上的入射波到出射波的映射,最后通过层次的传播波的信息,得到Helmholtz方程的解.该方法具有计算复杂度小、适合大规模并行计算的优点,数值实验表明,该方法能够有效的并行求解有上亿自由度的二维Helmholtz方程. 展开更多

关键词 HELMHOLTZ方程 有限差分 快速算法 区域分解 完全匹配层

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三维叠后差分偏移的因子分解法 被引量：2

18

作者 张关泉 侯唯健 《地球物理学报》 SCIE EI CSCD 北大核心 1996年第3期382-391,共10页

提出一种三维叠后偏移的一步差分方法，称为因子分解法．差分格式是二阶精度的隐式格式，求解方法与通常一步差分偏移不同，不采用分步法交替求解。ｘ－ｙ方向的二维问题，而是采用因子分解法，将求解的差分方程分解为向前因子和向后因... 提出一种三维叠后偏移的一步差分方法，称为因子分解法．差分格式是二阶精度的隐式格式，求解方法与通常一步差分偏移不同，不采用分步法交替求解。ｘ－ｙ方向的二维问题，而是采用因子分解法，将求解的差分方程分解为向前因子和向后因子，从而在一次扫描中同时完成ｘ－ｙ方向的正递归和反递归．为了抑制边界反射，采用了吸收边界条件，给出了理论合成记录和实际记录的偏移结果，数值试验表明该方法具有较好的精度和较高的计算效率． 展开更多

关键词 三维叠后偏移 因子分解法 地球物理勘探

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多孔弹性波方程的多尺度波场模拟

19

作者 张文生 郑晖 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期2176-2187,共12页

本文研究了二维多孔弹性波方程的多尺度波场数值模拟方法.该多尺度方法可采用较粗的网格计算,同时又能反映细尺度上物性参数的变化信息.文中详细阐述了多尺度模拟方法与算法,并推导了相应的计算格式.基本思想是建立粗细两套网格,在粗网... 本文研究了二维多孔弹性波方程的多尺度波场数值模拟方法.该多尺度方法可采用较粗的网格计算,同时又能反映细尺度上物性参数的变化信息.文中详细阐述了多尺度模拟方法与算法,并推导了相应的计算格式.基本思想是建立粗细两套网格,在粗网格上,基于有限体积方法计算更新波场;在细网格上,计算多尺度基函数,这基于有限元方法通过求解一个局部化问题得到.对含有随机分布散射体的多孔介质模型进行了数值计算,计算中应用了完全匹配层(PML)吸收边界条件,数值结果验证了本文方法和算法的正确性和有效性. 展开更多

关键词 多孔弹性方程 非均匀介质 波场模拟 多尺度方法 PML吸收边界

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集群网络评测模型的新探索 被引量：6

20

作者 唐渊 孙家昶 +1 位作者 张云泉 张林波 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第6期1131-1139,共9页

传统集群网络(clusterareanetwork,简称cLAN)的评测模型主要考虑了延迟、带宽、路由、拥塞、网络拓扑结构等因素.但这些因素是否足以描述实际应用程序在集群上的通信行为,或者对其在集群系统上的性能给出一个很好的预测呢?当对NASParall... 传统集群网络(clusterareanetwork,简称cLAN)的评测模型主要考虑了延迟、带宽、路由、拥塞、网络拓扑结构等因素.但这些因素是否足以描述实际应用程序在集群上的通信行为,或者对其在集群系统上的性能给出一个很好的预测呢?当对NASParallelBenchmark(2.4版本)在集群系统深腾1800(DeepComp1800)上进行大量测试时发现,集群网络的通信性能可以被一种特殊的通信模式(LU模式)所严重影响.更深入的研究表明,这个影响LU模式的因素是独立于前面所述的如延迟、带宽、路由、拥塞、网络拓扑结构等因素的.因此有必要对集群网络的评测模型重新进行审视,并增加一个新的性能评测因子以反映这个新发现的现象.从研究结果来看,这个重新审视也将对集群系统上的并行算法设计以及实际大规模科学计算的应用程序性能的优化提供一些新的思路. 展开更多

关键词 集群网络(CLAN)评测模型 NPB LINUX集群系统 通信性能评测 通信模式

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