检索结果-内蒙古大学图书馆

煤炭学报 2025年第1期50卷 81-91页

作者：潘一山王学滨郑一方陈双印辽宁大学物理学院辽宁沈阳110036 辽宁工程技术大学计算力学研究所辽宁阜新123000 辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000

目前,冲击地压理论研究已经完成了从定性分析到定量分析的转变。巷道围岩临界应力计算是巷道安全性评价的重要依据。鉴于冲击地压问题的极度复杂性,在理论上继续取得突破极为困难。基于理论公式的巷道围岩临界应力计算,无法考虑更复杂... 详细信息

目前,冲击地压理论研究已经完成了从定性分析到定量分析的转变。巷道围岩临界应力计算是巷道安全性评价的重要依据。鉴于冲击地压问题的极度复杂性,在理论上继续取得突破极为困难。基于理论公式的巷道围岩临界应力计算,无法考虑更复杂的实际情况,例如非圆形巷道、非静水压力和复杂岩层结构。冲击地压理论和数值计算相结合具有更加广阔的应用前景,能使冲击地压理论进一步走向实际应用,这是极有价值的发展方向。这方面研究成果的成功取得依赖于数值计算技术的快速发展。研究将当今较先进的岩层运动并行计算系统StrataKing(一种自主开发的以拉格朗日元与离散元耦合方法为基础的非线性断裂力学GPU并行计算方法)与冲击地压扰动响应失稳理论相结合,首次提出了圆形巷道扰动响应失稳理论的数值模拟方法。该方法的思想是将非线性断裂力学数值分析方法中的Ⅱ型断裂能设定为中间变量,从而建立了静水压力条件下圆形巷道围岩临界应力与冲击能指数之间的关系。为了获取冲击能指数的数值解,采用了仅出现一个剪切面的理想岩样进行单轴压缩数值试验,以排除其他因素对应力-应变曲线峰后倾向于直线部分斜率的影响。对于高角度剪切破裂,提出了将非标准岩样的计算结果转换成标准岩样的结果的折算方法。折算后冲击能指数的范围为0.17~13.52,位于全国131个冲击地压矿井的调研数据之内。巷道围岩临界应力的计算结果是理论结果的0.4~2.5倍,这与针对全国20个冲击地压矿井的调研数据(临界应力的修正系数普遍大于1,甚至接近8)定性相符,从局部化破坏围岩比均匀破坏围岩的承载力高的角度进行了解释。冲击地压与局部化的关系过去有讨论,扰动响应失稳理论与局部化过去并无关系。通过局部化,扰动响应失稳理论与冲击地压之间在破坏机理上产生了密切的关联。StrataKing可为冲击地压矿井巷道安全性评价提供强大的算力支撑。

关键词：冲击地压定量分析扰动响应失稳理论冲击能指数局部化并行计算临界应力

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岩层运动并行计算系统中动力本构模型引入和巷道冲击破裂过程模拟

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煤炭学报 2025年第3期50卷 1473-1483页

作者：王学滨张钦杰潘一山马立强李小帅刘栋白雪元陈双印辽宁工程技术大学计算力学研究所辽宁阜新123000 辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000 辽宁大学灾害岩体力学研究所辽宁沈阳110036 新疆煤系资源勘探与开采重点实验室新疆乌鲁木齐830023

巷道围岩的动力冲击破坏研究对于巷道冲击地压的机理分析和预防具有重要的理论和实际意义。在微机上模拟巷道冲击时,现有的国外通用商业软件的计算规模小,计算效率低,功能有限。在历时10多年自主开发的岩层运动GPU并行计算系统StrataKin... 详细信息

巷道围岩的动力冲击破坏研究对于巷道冲击地压的机理分析和预防具有重要的理论和实际意义。在微机上模拟巷道冲击时,现有的国外通用商业软件的计算规模小,计算效率低,功能有限。在历时10多年自主开发的岩层运动GPU并行计算系统StrataKing中,发展了动力模拟功能,通过岩样的单轴压缩动力实验验证了该方法的正确性。具体而言,以适于较宽应变率范围的朱-王-唐动力本构模型取代静力本构模型,即广义胡克定律,以提高系统的适用性;以动态黏聚力取代摩尔-库仑准则中的静态黏聚力,以考虑岩石的动力强度特性;以黏性阻尼取代局部自适应阻尼,以克服其在模拟动力学问题时的局限性。通过在巷道围岩模型上表面施加冲击速度,考察了不同应变率条件下巷道围岩模型的失稳规律。当应变率低时,巷道围岩的失稳呈间歇性,这是因为巷道围岩的强度较低,存储的应变能较少,失稳易于发生,也易于停止,但不足以为剧烈的大失稳提供足够的动能;当应变率高时,巷道两帮的开裂区发展较快,这是由于开裂区扩展所需要的能量能得到及时供给,巷道围岩的失稳具有持续性,只有当围岩储存的应变能较高时才能失稳,一旦失稳,则难以停止,这将造成严重的动力灾害。为未来支护条件下巷道抗冲击研究奠定了良好的技术基础。

关键词：巷道冲击地压动力本构模型黏性阻尼并行计算连续-非连续方法

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基于并行计算的PCAL信号相位实时提取系统设计

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系统工程与电子技术 2025年第2期47卷 376-389页

作者：李雪健陈永强马宏刘杨王育欣焦义文航天工程大学电子与光学工程系北京101416 智能化航天测运控教育部重点实验室(航天工程大学) 北京101416 宇航动力学国家重点实验室(中国西安卫星测控中心) 陕西西安710000 浙江工业大学机械工程学院江苏杭州310012

针对天线组阵设备链路中相位校准(phase calibration, PCAL)信号的高效率真实相位提取这一需求,首先提出一种优化快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)分辨率的PCAL信号真实相位提取方法。为进一步提升计算效率,将该方法与深度... 详细信息

针对天线组阵设备链路中相位校准(phase calibration, PCAL)信号的高效率真实相位提取这一需求,首先提出一种优化快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)分辨率的PCAL信号真实相位提取方法。为进一步提升计算效率,将该方法与深度计算单元(deep computing unit, DCU)并行计算技术相结合,提出PCAL信号真实相位并行提取方法,并设计实现一种基于并行计算的PCAL信号相位实时提取系统。针对上述改进方法及实时系统进行实验验证,大量实验结果表明,优化FFT分辨率的方法相比传统FFT方法可实现约3倍的加速比;在引入并行计算后,加速比进一步提升近一个数量级,基于并行计算的PCAL信号相位实时提取系统可实现对有效带宽为2.2 GHz及以下、信号间隔为1 MHz、量化位数为8 bit的PCAL信号的相位实时提取。此外,设计的实时系统亦适用于其他变频设备的链路标校。

关键词：相位提取相位校准信号天线组阵并行计算实时系统设计

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基于并行计算的计算智能综述

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浙江大学学报(工学版) 2025年第1期59卷 27-38页

作者：吴菲陈嘉诚王万良浙江工业大学计算机科学与技术学院浙江杭州310023

传统计算智能技术缺乏实时性和适应性,基于并行计算的计算智能技术能够提高计算效率,解决多模态信息兼容处理的问题.分别从智能计算的3个分支(神经网络、进化算法和群智能算法)介绍计算智能与大数据并行计算融合的研究现状.总结并行计... 详细信息

传统计算智能技术缺乏实时性和适应性,基于并行计算的计算智能技术能够提高计算效率,解决多模态信息兼容处理的问题.分别从智能计算的3个分支(神经网络、进化算法和群智能算法)介绍计算智能与大数据并行计算融合的研究现状.总结并行计算智能面临的问题与挑战,思考相关研究的发展方向.

关键词：并行计算计算智能神经网络进化算法群智能

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基于岩层运动并行计算系统StrataKing的岩层运动模拟

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矿业科学学报 2025年第2期10卷 214-225页

作者：王学滨余保健李小帅张钦杰郑一方辽宁工程技术大学计算力学研究所辽宁阜新123000 辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000

目前,我国煤炭行业岩层运动模拟主要靠国外通用商业软件,存在计算效率低、计算规模小、矿业特色不明显等问题。基于自主开发的岩层运动并行计算系统StrataKing,通过GPU并行提升计算效率和计算规模,单元数为国外通用商业软件的10倍。Stra... 详细信息

目前,我国煤炭行业岩层运动模拟主要靠国外通用商业软件,存在计算效率低、计算规模小、矿业特色不明显等问题。基于自主开发的岩层运动并行计算系统StrataKing,通过GPU并行提升计算效率和计算规模,单元数为国外通用商业软件的10倍。StrataKing的新突破包括垮落岩石的膨胀、煤层和巷道开挖后的逐渐卸荷及支护作用下的随采随充等,分别用于探究110工法、长壁开采和充填开采的岩层运动规律。结果表明,对于110工法,得以保留的左巷的最大下沉量为0.103 m,与现场结果基本相符;对于长壁开采,工作面两侧一定范围内的煤体开裂,应力向远处转移,在此掘巷有利于巷道维护,弯曲下沉带下边界与煤层下表面的距离和相似模拟结果基本相符;对于充填开采,模型上表面最大下沉量比未充填模型减少56.52%,占采高的比例降低55.55%,若干岩层裂而未断。

关键词：煤矿岩层运动并行计算云计算采矿方法

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基于国产CPU/GPU平台的水动力模型异构并行计算

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水利学报 2025年

作者：南统超施睿于春水水灾害防御全国重点实验室河海大学长江保护与绿色发展研究院河海大学水利部水循环与水动力系统重点实验室南京水利科学研究院北京云庐科技

水动力模型具有物理意义明确、可靠性高等优点,但其计算量大、算力要求高。鉴于先进计算芯片进口遇阻,国外CUDA软件平台也被禁用,有必要基于国产CPU/GPU产业现状发展“多节点-多GPU”异构并行计算方案。本研究基于国产硬件平台研发“多... 详细信息

水动力模型具有物理意义明确、可靠性高等优点,但其计算量大、算力要求高。鉴于先进计算芯片进口遇阻,国外CUDA软件平台也被禁用,有必要基于国产CPU/GPU产业现状发展“多节点-多GPU”异构并行计算方案。本研究基于国产硬件平台研发“多节点-多GPU”大规模分布式异构并行计算水动力模型,用于流域尺度二维浅水方程高效并行求解。通过三个算例检验了该模型的准确性、并行效率以及对亿级大模型的模拟能力。结果表明,该模型计算准确,并行加速效果显著,可模拟溃坝、大尺度复杂地形等条件下水动力过程,实现了对亿级网格洪水过程分钟级模拟。有望为我国洪水预报预警提供自主可靠的技术支撑,为流域大模型、区域地下水模型等其他大型水动力模型的异构并行计算提供借鉴。

关键词：偏微分方程求解水动力模型并行计算异构计算国产处理器洪水模拟

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基于GPU并行计算的目标声散射Kirchhoff近似积分方法

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声学技术 2025年

作者：杨晨轩安俊英孙阳张毅中国科学院声学研究所北海研究站中国科学院大学

为提高水下目标中高频声散射的计算效率，本文建立了基于GPU并行计算方式的目标声散射Kirchhoff近似积分计算模型。首先，针对目标声散射的Kirchhoff近似积分方法的常量元模型和面元精确积分模型，建立基于GPU线程分配的并行化模式，形... 详细信息

为提高水下目标中高频声散射的计算效率，本文建立了基于GPU并行计算方式的目标声散射Kirchhoff近似积分计算模型。首先，针对目标声散射的Kirchhoff近似积分方法的常量元模型和面元精确积分模型，建立基于GPU线程分配的并行化模式，形成可并行计算的算法模型；然后，以半径为1m的刚性球为目标，采用GPU并行模型计算其声散射目标强度，并通过与解析解的对比验证算法的准确性；最后，以Benchmark模型为目标，通过不同条件下的声散射目标强度仿真计算，对比分析GPU并行计算模型的加速比。结果表明，常量元模型的GPU并行计算效率相比传统串行计算效率提高4-5倍；面元精确积分模型的GPU并行计算效率相比于传统串行计算效率提高8-11倍。基于GPU的并行化模式对目标声散射的Kirchhoff近似积分方法的计算效率具有明显的加速效果，且随着面元数增加，GPU计算优势越明显。

关键词：基尔霍夫(Kirchhoff)近似积分 GPU 并行计算目标散射

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基于分布式并行计算的测绘成果质量检查及分析策略

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北京测绘 2025年第4期39卷 541-547页

作者：张赟汪星辰内蒙古自治区计量测试研究院内蒙古呼和浩特010050

为充分利用集群中的计算资源,提升整体数据处理能力,并满足快速响应需求,研究基于分布式并行计算的测绘成果质量检查及分析策略,在保证数据准确性的同时,提高质量检查的稳定性和可靠性。通过分布式并行计算的Canopy-Kmeans聚类算法,设... 详细信息

为充分利用集群中的计算资源,提升整体数据处理能力,并满足快速响应需求,研究基于分布式并行计算的测绘成果质量检查及分析策略,在保证数据准确性的同时,提高质量检查的稳定性和可靠性。通过分布式并行计算的Canopy-Kmeans聚类算法,设计分层抽样方案,抽取具有代表性的测绘成果样本;利用质量元素评分法,计算各具有代表性测绘成果样本内质量元素的评分,依据质量元素评分,进行测绘成果质量检查及分析。实验证明:该策略可有效抽取具有代表性的测绘成果样本,并计算测绘成果样本内各质量元素的评分,完成测绘成果质量检查及分析。

关键词：分布式并行计算测绘成果质量检查分析策略 Canopy-Kmeans聚类算法

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人工智能背景下并行计算课程内容设置与实践平台构建的探讨

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中国多媒体与网络教学学报(上旬刊) 2025年第1期 175-178页

作者：赵宏韩泽宇雷鹏兰州理工大学计算机与通信学院兰州理工大学网络与信息中心

人工智能迎来新一轮的热潮，并行计算作为给人工智能技术提供并行计算解决方案的课程，具有重要地位。本文介绍了以OpenMP(Open Multi-Processing)和CUDA(Compute Unified Device Architecture)为主的并行计算课程内容设计以及学时安排... 详细信息

人工智能迎来新一轮的热潮，并行计算作为给人工智能技术提供并行计算解决方案的课程，具有重要地位。本文介绍了以OpenMP(Open Multi-Processing)和CUDA(Compute Unified Device Architecture)为主的并行计算课程内容设计以及学时安排、典型并行计算案例。实践部分，选用流行且易得设备搭建并行计算实践平台，为学生提供良好的实验条件，加强学生并行编程能力的训练。这种理论结合实际、理论和实践并重的课程内容编排方式，在实际教学中取得良好的效果。

关键词：并行计算 OpenMP CUDA 核函数加速比

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并行计算框架Spark的自适应缓存管理策略

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电子学报 2017年第2期45卷 278-284页

作者：卞琛于炯英昌甜修位蓉新疆大学信息科学与工程学院新疆乌鲁木齐830046 乌鲁木齐职业大学信息工程学院新疆乌鲁木齐830002

并行计算框架Spark缺乏有效缓存选择机制,不能自动识别并缓存高重用度数据;缓存替换算法采用LRU,度量方法不够细致,影响任务的执行效率.本文提出一种Spark框架自适应缓存管理策略(Self-Adaptive Cache Management,SACM),包括缓存自动选... 详细信息

并行计算框架Spark缺乏有效缓存选择机制,不能自动识别并缓存高重用度数据;缓存替换算法采用LRU,度量方法不够细致,影响任务的执行效率.本文提出一种Spark框架自适应缓存管理策略(Self-Adaptive Cache Management,SACM),包括缓存自动选择算法(Selection)、并行缓存清理算法(Parallel Cache Cleanup,PCC)和权重缓存替换算法(Lowest Weight Replacement,LWR).其中,缓存自动选择算法通过分析任务的DAG(Directed Acyclic Graph)结构,识别重用的RDD并自动缓存.并行缓存清理算法异步清理无价值的RDD,提高集群内存利用率.权重替换算法通过权重值判定替换目标,避免重新计算复杂RDD产生的任务延时,保障资源瓶颈下的计算效率.实验表明:我们的策略提高了Spark的任务执行效率,并使内存资源得到有效利用.

关键词：并行计算缓存管理策略 Spark 弹性分布式数据集

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