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第四届中国科学院超级计算机应用大会

作者：钱莹陈冲崔涛科学与工程计算国家重点实验室北京 100190 中国科学院数学与系统科学研究院计算数学与科学工程计算研究所北京 100190

科学与工程计算国家重点实验室的“高性能科学计算可视化系统”于2013年6月建成并投入使用.它是中国科学院的首套单机4K(4096×2160)显示分辨率的仿真投影系统.该系统主要由以下部件组成:巴可4K投影机,巴可双层玻璃屏幕,巴可XDS图... 详细信息

科学与工程计算国家重点实验室的“高性能科学计算可视化系统”于2013年6月建成并投入使用.它是中国科学院的首套单机4K(4096×2160)显示分辨率的仿真投影系统.该系统主要由以下部件组成:巴可4K投影机,巴可双层玻璃屏幕,巴可XDS图形控制器,SGI图形工作站及NVIDIA图形处理系统等.机房由三个房间组成，长宽约13.2m×5.25m，面积约70m2，采用玻璃屏幕，所有的装修材料都是哑光的，连窗帘也是带隔4K非立体和2K立体模式下各信号源之间切换是比较光层的双层窗帘。投影仪在顺畅的，图像显示质量也可以;但是，投影仪从4K非立体模式切换到2K立体模式时投影仪显示会比较慢，而反向切换(即从2K到4K)时，显示速度可以接受，这和Barco公司投影仪的设计有关。可视化软件是实现科学计算数据可视化的主EC)是以科学与工程计算为主的实验室，所以其可视要工具。由于科学与工程计算国家重点实验室(LS化应用主要是而向科学计算数据的。目前，在SGI图形工作站上安装了ParaView和Visit两款开源软件。这两款软件功能强大，在科学计算可视化中有着重要的作用，能够实现相当多的不同数据格式文件的可视化,还能实现在本地/远程、客户端/服务器上运行，从而使得科研人员能够在个人计算机上充分地利用高性能图形工作站对大规模的科学计算数据进行实时可视化。

关键词：科学数据超级计算可视化系统三维技术

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微-纳米尺度下铜铝合金的热-力耦合原子-连续关联模型

微-纳米尺度下铜铝合金的热-力耦合原子-连续关联模型

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The 11th China-Japan joint conference on Composite Materials(第十一届中日复合材料学术会议)

作者：李辉崔俊芝中国科学院数学与系统科学研究院计算数学与科学工程计算研究所科学与工程计算国家重点实验室北京海淀区1001901

本文对微-纳米尺度下热-力耦合原子连续关联模型(简称TMCACC)模型的有效算法进行了系统介绍。我们将代表体积元的自由能分解为动力学部分的EAM势能和热振动能两部分，相应地，第一类Piola-Kirchhoff应力和瞬态弹性常数也分解为动力学部...

本文对微-纳米尺度下热-力耦合原子连续关联模型(简称TMCACC)模型的有效算法进行了系统介绍。我们将代表体积元的自由能分解为动力学部分的EAM势能和热振动能两部分，相应地，第一类Piola-Kirchhoff应力和瞬态弹性常数也分解为动力学部分和热振动部分。本文重点介绍了热振动部分的PK应力及弹性常数的计算。

关键词：

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微-纳米金属构件热力学行为的原子-连续关联模型及其算法

微-纳米金属构件热力学行为的原子-连续关联模型及其算法

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2014年中国计算力学大会

作者：李辉崔俊芝李博文中国科学院数学与系统科学研究院计算数学与科学工程计算研究所科学与工程计算国家重点实验室北京海淀区中关村东路55号100190

本文对微-纳米尺度下热-力耦合的原子-连续关联(TMCACC)模型的有效算法进行了系统研究和数值模拟,计算了材料的弹性常数,应力、应变、比热容等.总的来说,就是将原子运动分解为“结构形变”和“热振动”两部分;利用其中的“结构形变”部... 详细信息

本文对微-纳米尺度下热-力耦合的原子-连续关联(TMCACC)模型的有效算法进行了系统研究和数值模拟,计算了材料的弹性常数,应力、应变、比热容等.总的来说,就是将原子运动分解为“结构形变”和“热振动”两部分;利用其中的“结构形变”部分来研究微-纳米尺度下多晶原子团簇的非均匀结构和非均匀变形,通过准简谐近似模型和变形环境一致性假设,将原子团簇晶格结构的变化与连续体的变形关联起来,推导了依赖于变形环境的自由能密度、熵密度、内能密度表达式,并结合动量守恒、能量守恒以及热力学第二定律,得到了微-纳米尺度的热-力耦合的方程组,并求得了热力学参数,等容比热容,材料的弹性常数,PK应力等热力学及动力学物理量.在本模型中考虑了原子间的相互作用对热振动影响,采用了准简谐近似,相对于传统的热力耦合模型中采用的局部简谐近似或者爱因斯坦模型,更加精确.

关键词：纳米材料 TMCACC模型弹性常数动力学矩阵准简谐近似优化算法

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地震反演成像中的Hessian算子研究

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地球物理学报 2013年第7期56卷 2429-2436页

作者：任浩然黄光辉王华忠陈生昌浙江大学地球科学系杭州310027 中国科学院计算数学与科学工程计算研究所北京100190 同济大学海洋与地球科学学院波现象与反演成像研究组上海200092

总结了牛顿类地震反演方法中Hessian算子的作用,对其在地震反演成像中的数学物理含义进行了分析.Hessian算子是误差泛函对模型参数的二阶导数,反映了误差泛函对模型变化的二次型特征.分析声波方程下的Hessian算子的格林函数表达形式,发... 详细信息

总结了牛顿类地震反演方法中Hessian算子的作用,对其在地震反演成像中的数学物理含义进行了分析.Hessian算子是误差泛函对模型参数的二阶导数,反映了误差泛函对模型变化的二次型特征.分析声波方程下的Hessian算子的格林函数表达形式,发现其表达了整个观测系统和子波频带等因素对地震数据空间到模型空间投影过程的影响.提出了两种分别适用于最小二乘偏移和全波形反演的Hessian算子简化格式.平面波Hessian算子应用于最小二乘偏移能够得到相对保真的成像结果,改善了地震偏移成像的精度.地下偏移距Hessian算子应用于全波形反演能够加快反演迭代的计算效率.最后,对Hessian算子在地震反演成像中的价值进行了讨论和评价.

关键词： Hessian算子全波形反演最小二乘偏移牛顿反演

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复合材料特征值的高阶多尺度Rayleigh商校正

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计算数学 2013年第4期35卷 431-448页

作者：张磊曹礼群解放军后勤学院后勤管理系北京100858 中国科学院数学与系统科学研究院计算数学与科学工程计算研究所北京100190 LSEC NCMIS中国科学院数学与系统科学研究院计算数学与科学工程计算研究所北京100190

本文讨论了周期结构复合材料特征值的多尺度计算,提出了高阶多尺度Rayleigh商校正算法,并给出了收敛性分析.最后,通过大量数值实验结果表明,新算法是有效且必要的.

关键词：复合材料特征值高阶多尺度校正 Rayleigh商

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三阶线性常微分方程Sinc方程组的结构预处理方法

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计算数学 2013年第3期35卷 305-322页

作者：任志茹中国科学院数学与系统科学研究院计算数学与科学工程计算研究所科学与工程计算国家重点实验室北京100190

三阶线性常微分方程在天文学和流体力学等学科的研究中有着广泛的应用.本文介绍求解三阶线性常微分方程由Sinc方法离散所得到的线性方程组的结构预处理方法.首先,我们利用Sinc方法对三阶线性常微分方程进行离散,证明了离散解以指数阶收... 详细信息

三阶线性常微分方程在天文学和流体力学等学科的研究中有着广泛的应用.本文介绍求解三阶线性常微分方程由Sinc方法离散所得到的线性方程组的结构预处理方法.首先,我们利用Sinc方法对三阶线性常微分方程进行离散,证明了离散解以指数阶收敛到原问题的精确解.针对离散后线性方程组的系数矩阵的特殊结构,提出了结构化的带状预处理子,并证明了预处理矩阵的特征值位于复平面上的一个矩形区域之内.然后,我们引入新的变量将三阶线性常微分方程等价地转化为由两个二阶线性常微分方程构成的常微分方程组,并利用Sinc方法对降阶后的常微分方程组进行离散.离散后线性方程组的系数矩阵是分块2×2的,且每一块都是Toeplitz矩阵与对角矩阵的组合.为了利用Krylov子空间方法有效地求解离散后的线性方程组,我们给出了块对角预处理子,并分析了预处理矩阵的性质.最后,我们对降阶后二阶线性常微分方程组进行了一些比较研究.数值结果证实了Sinc方法能够有效地求解三阶线性常微分方程.

关键词：三阶线性常微分方程 Sinc方法收敛性分析预处理子特征值估计

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求解对称特征值问题的修正Jacobi共轭预处理梯度法(英文)

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应用数学与计算数学学报 2013年第2期27卷 260-288页

作者：菅帅中国科学院数学与系统科学研究院计算数学与科学工程计算研究所科学与工程计算国家重点实验室北京100190

对于对称特征值问题,基于对原有复杂Jacobi共轭条件的简化,提出了一种修正的Jacobi共轭预处理梯度法.在理论上证明了在求解单个端部特征值时修正方法与原始方法有着渐近等价的共轭性.而在求解多个端部特征值时,修正方法与原始方法展现... 详细信息

对于对称特征值问题,基于对原有复杂Jacobi共轭条件的简化,提出了一种修正的Jacobi共轭预处理梯度法.在理论上证明了在求解单个端部特征值时修正方法与原始方法有着渐近等价的共轭性.而在求解多个端部特征值时,修正方法与原始方法展现出极为相似的收敛性,但其矩阵乘积运算更少,因而计算代价也更小.数值算例进一步验证了修正方法的有效性和优越性.

关键词： Jacobi校正算子修正的共轭条件 Rayleigh-Ritz过程块共轭梯度

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带时空白噪声外力不可压Navier-Stokes方程的谱方法离散

带时空白噪声外力不可压Navier-Stokes方程的谱方法离散

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第十六届全国流体力学数值方法研讨会2013

作者：于海军中国科学院数学与系统科学研究院计算数学与科学工程计算研究所

谱方法是偏微分方程数值解和湍流直接模拟中一种常用的数值格式.它的最大特点就是精度高.近年来,随机偏微分方程和随机Navier-Stokes方程受到越来越多的关注.我们提出了一个求解带有时空白噪声外力不可压Navier-Stokes方程的有效数值算... 详细信息

谱方法是偏微分方程数值解和湍流直接模拟中一种常用的数值格式.它的最大特点就是精度高.近年来,随机偏微分方程和随机Navier-Stokes方程受到越来越多的关注.我们提出了一个求解带有时空白噪声外力不可压Navier-Stokes方程的有效数值算法。这个算法在空间采取谱方法,因此时空白噪声也是在谱方法下离散的,在时间方向使用半显半隐格式,对于一些简单区域的问题,我们可

关键词：不可压Navier-Stokes方程随机偏微分方程谱方法

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拟周期复合材料结构动态热力耦合问题的二阶双尺度分析与计算

拟周期复合材料结构动态热力耦合问题的二阶双尺度分析与计算

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中国力学大会——2013

作者：马强崔俊芝中国科学院数学与系统科学研究院计算数学与科学工程计算研究所

针对具有拟周期结构复合材料的动态热力耦合问题构造了一种二阶双尺度渐近分析方法,给出了材料温度增量场与位移场的二阶双尺度渐近展开式,由于材料系数的拟周期性,渐近展开式中各阶单胞函数与宏观变量产生了耦合效应,这种耦合现象使得... 详细信息

针对具有拟周期结构复合材料的动态热力耦合问题构造了一种二阶双尺度渐近分析方法,给出了材料温度增量场与位移场的二阶双尺度渐近展开式,由于材料系数的拟周期性,渐近展开式中各阶单胞函数与宏观变量产生了耦合效应,这种耦合现象使得在各个单胞局部均对应一系列相应的单胞函数,通过对材料系数分离变量的处理,也给出相应的两尺度解耦形式的二阶渐近展开式,通

关键词：复合材料结构热力耦合拟周期分析与计算双尺度

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复合材料板热力耦合问题的多尺度分析

复合材料板热力耦合问题的多尺度分析

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中国力学大会——2013

作者：王自强崔俊芝中国科学院数学与系统科学研究院计算数学和科学工程计算研究所中国科学院数学与系统科学研究院计算数学和科学工程计算研究所科学与工程计算国家重点实验室

直接从具有三维周期结构的复合材料板模型出发,在参考单胞上利用构造性的方法定义了单胞函数模型;利用单胞函数计算出来等效的均匀化复合材料参数,并获得一个均匀化的板问题。求解此均匀化的板问题得到均匀化解,并由均匀化解和单胞函数... 详细信息

直接从具有三维周期结构的复合材料板模型出发,在参考单胞上利用构造性的方法定义了单胞函数模型;利用单胞函数计算出来等效的均匀化复合材料参数,并获得一个均匀化的板问题。求解此均匀化的板问题得到均匀化解,并由均匀化解和单胞函数组成复合材料板的热力耦合问题的高阶双尺度算法;给出了该算法的近似性分析和数值算例,数值结果表明该算法的可行性。

关键词：复合材料板多尺度分析热力耦合

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