检索结果-内蒙古大学图书馆

气体物理 2019年第3期4卷 34-41页

作者：王亚辉刘伟袁礼杜玉龙中国科学院数学与系统科学研究院计算数学所LSEC实验室北京100190 中国科学院大学数学科学学院北京100049 北京航空航天大学数学与系统科学学院北京100191

数值求解二维Euler方程的有限体积法(如k-exact,WENO重构、紧致重构等),无一例外地要进行耗时的网格单元上的二维重构.然而这些二维重构最后仅用于确定网格单元边界上高斯积分点处的解值,单元上二维重构似乎并非必需的.因此,文章提出用... 详细信息

数值求解二维Euler方程的有限体积法(如k-exact,WENO重构、紧致重构等),无一例外地要进行耗时的网格单元上的二维重构.然而这些二维重构最后仅用于确定网格单元边界上高斯积分点处的解值,单元上二维重构似乎并非必需的.因此,文章提出用网格边上的一维重构来取代有限体积法中网格单元上的二维重构,分别在一致矩形网格和非结构三角形网格上发展了基于网格边重构的求解二维Euler方程的新方法,称为降维重构算法.数值算例表明该算法可以计算有强激波的无黏流动问题,且有较高的计算效率.

关键词：矩形网格三角形网格 Euler方程守恒律降维重构

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一种求解半线性椭圆问题的快速多重网格法

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数值计算与计算机应用 2019年第2期40卷 143-160页

作者：谢和虎谢满庭张宁中国科学院数学与系统科学研究院计算数学研究所国家数学与交叉科学中心科学与工程计算国家重点实验室北京100190 中国科学院大学数学科学学院北京100049 天津大学应用数学中心天津300072

本文介绍一种求解半线性问题的完全多重网格算法,该算法是基于多重校正算法与线性边值问题的多重网格迭代结合而设计的.多重校正算法将半线性问题的求解转化成线性边值问题的求解加上在一个低维空间上的半线性问题的求解.利用并行计算技... 详细信息

本文介绍一种求解半线性问题的完全多重网格算法,该算法是基于多重校正算法与线性边值问题的多重网格迭代结合而设计的.多重校正算法将半线性问题的求解转化成线性边值问题的求解加上在一个低维空间上的半线性问题的求解.利用并行计算技术,这里所提出的多重网格算法可以明显地提高求解半线性椭圆问题的效率.更进一步,当非线性项是多项式函数的时候,本文也设计了一种高效的完全多重网格算法,并且通过分析可以知道该算法求解多项式形式的半线性椭圆问题的计算量具有渐近最优的性质.最后用数值实验验证了本文算法的有效性.

关键词：半线性椭圆问题有限元完全多重网格多水平校正张量计算技术渐近计算量绝对最优

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时间域速度密度双参数全波形反演

时间域速度密度双参数全波形反演

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CPS/SEG北京2018国际地球物理会议暨展览

作者：张文生 UCAS LSEC计算数学与科学工程计算研究所中国科学院数学与系统科学研究院

本文研究了时间域全波形速度密度双参数同时反演方法。与单参数反演相比,由于密度速度的相互影响,反演更加困难。正演用带完全匹配层吸收层的交错网格差分法快速实现,反演是一个优化迭代过程,基于LBFGS算法实现。文中推导了目标函数的... 详细信息

本文研究了时间域全波形速度密度双参数同时反演方法。与单参数反演相比,由于密度速度的相互影响,反演更加困难。正演用带完全匹配层吸收层的交错网格差分法快速实现,反演是一个优化迭代过程,基于LBFGS算法实现。文中推导了目标函数的梯度公式,并应用L和TV正则化方法及从低频到高频的逐级反演策略来克服问题的不适定性,同时采用自适应正则化参数选择的措施进一步改善反演精度。对Marmousi模型的双参数反演表明,在数据有一定噪音的情况下,仍能得到良好的速度和密度反演结果,数值计算验证了文中方法的正确性和有效性。

关键词：时间域全波形反演 L2正则化 TV正则化双参数

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半导体器件四面体网格生成与可视化

半导体器件四面体网格生成与可视化

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第一届全国集成微系统科学技术及其建模与仿真学术交流会暨科学挑战专题强约束集成微系统领域十三五中期进展学术交流会

作者：桂升王芹马召灿卢本卓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国家数学与交叉科学中心

基于三维有限元的电离损伤数值模拟计算，本文开展了半导体器件模拟的前处理与后处理工作，通过调研获取MIS、PN结、NMOS、LPNP等器件的尺寸信息与结构信息。

关键词：半导体器件四面体网格生成可视化工具

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缺失数据下蛋白质多结构叠加的迭代方法

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中国生物化学与分子生物学报 2017年第6期33卷 630-637页

作者：路建波高华方张世华卢本卓马旭国家卫生计生委科学技术研究所人类遗传资源中心北京100081 中国科学院数学与系统科学研究院应用数学研究所北京100190 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

蛋白质三维结构叠加面临的主要问题是,参与叠加的目标蛋白质的氨基酸残基存在某些缺失,但是多结构叠加方法却大多数需要完整的氨基酸序列,而目前通用的方法是直接删去缺失的氨基酸序列,导致叠加结果不准确。由于同源蛋白质间结构的相似... 详细信息

蛋白质三维结构叠加面临的主要问题是,参与叠加的目标蛋白质的氨基酸残基存在某些缺失,但是多结构叠加方法却大多数需要完整的氨基酸序列,而目前通用的方法是直接删去缺失的氨基酸序列,导致叠加结果不准确。由于同源蛋白质间结构的相似性,因此,一个蛋白质结构中缺失的某个区域,可能存在于另一个同源蛋白质结构中。基于此,本文提出一种新的、简单、有效的缺失数据下的蛋白质结构叠加方法(ITEMDM)。该方法采用缺失数据的迭代思想计算蛋白质的结构叠加,采用优化的最小二乘算法结合矩阵SVD分解方法,求旋转矩阵和平移向量。用该方法成功叠加了细胞色素C家族的蛋白质和标准Fischer's数据库的蛋白质(67对蛋白质),并且与其他方法进行了比较。数值实验表明,本算法有如下优点:(1)与THESEUS算法相比较,运行时间快,迭代次数少;(2)与PSSM算法相比较,结果准确,运算时间少。结果表明,该方法可以更好地叠加缺失数据的蛋白质三维结构。

关键词：蛋白质结构叠加蛋白质结构比对迭代算法缺失数据

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一种基于TV分裂的真正多维Riemann解法器

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应用数学和力学 2017年第3期38卷 243-264页

作者：胡立军袁礼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

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... 详细信息

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.

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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粗糙边界上浸润现象的数学分析

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中国科学：数学 2017年第12期47卷 1771-1786页

作者：许现民王筱平中国科学院数学与系统科学研究院计算数学研究所北京100190 中国科学院大学数学科学学院北京100190 香港科技大学数学系

粗糙界面上浸润现象在工业生产和日常生活中有很多应用.刻画粗糙界面上宏观接触角大小的经典Wenzel和Cassie公式被广泛使用,但关于其正确性有很多争议.本文主要介绍作者近几年对该问题所做的一些数学分析.从数学上讲,粗糙界面上浸润现... 详细信息

粗糙界面上浸润现象在工业生产和日常生活中有很多应用.刻画粗糙界面上宏观接触角大小的经典Wenzel和Cassie公式被广泛使用,但关于其正确性有很多争议.本文主要介绍作者近几年对该问题所做的一些数学分析.从数学上讲,粗糙界面上浸润现象是一个具有多尺度边条件的自由界面问题.通过对该问题的不同模型做均匀化,本文显示经典公式在考虑系统全局极小时是成立的,而考虑局部极小点时,宏观接触角应由新的公式描述.本文还分析了实际应用中比较感兴趣的接触角滞后现象,推导出某些条件下接触角变化的方程.

关键词：浸润现象均匀化自由界面问题

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基于高斯曲率的蛋白质嵌入到对称低温电镜密度图的方法

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北京工业大学学报 2017年第12期43卷 1881-1887页

作者：路建波高华方卢本卓马旭国家卫生计生委科学技术研究所人类遗传资源中心北京100081 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

为了解决低温电镜三维重构得到的对称生物大分子三维结构分辨率低的问题,提出一种新的基于高斯曲率计算的自动化的方法.通过计算生物分子表面的高斯曲率和优化模型等数学方法把单个蛋白质或其他亚基嵌入到对称的低温电镜密度图中,通过... 详细信息

为了解决低温电镜三维重构得到的对称生物大分子三维结构分辨率低的问题,提出一种新的基于高斯曲率计算的自动化的方法.通过计算生物分子表面的高斯曲率和优化模型等数学方法把单个蛋白质或其他亚基嵌入到对称的低温电镜密度图中,通过计算蛋白质和对称低温电镜密度图的离散高斯曲率来定义特征点,对低温电镜密度图,利用K-means分类来定义相应的特征点.用均方根偏差值、曲率的交叉关联系数和优化模型来匹配对应的特征点,用最小二乘法计算旋转矩阵和平移向量.最后,用同样的方法把其他部分也嵌入到对称的生物大分子中.给出了椭球体x^2+y^2/2+z^2/3=1的解析高斯曲率和数值计算的高斯曲率的比较、蛋白质1DOR的高斯曲率计算和特征点的计算结果、蛋白质1DOR和2REC的分子装配结果可视化.数值实验结果表明所提出来的一系列的方法是准确和有效的.

关键词：大分子结构低温电镜表面高斯曲率优化模型

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频率域声波方程全波形反演

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数值计算与计算机应用 2017年第3期38卷 167-196页

作者：张文生庄源中国科学院数学与系统科学研究院 LSEC计算数学与科学工程计算研究所北京100190

全波形反演是一种利用地表或井中观测到的波场来推测地下物性参数的高精度成像方法.本文研究了频率域声波方程全波形反演的数值方法.正演用带PML边界条件的九点差分格式求解.反演是一个极小化模拟数据与观测数据之间残量的优化迭代过程... 详细信息

全波形反演是一种利用地表或井中观测到的波场来推测地下物性参数的高精度成像方法.本文研究了频率域声波方程全波形反演的数值方法.正演用带PML边界条件的九点差分格式求解.反演是一个极小化模拟数据与观测数据之间残量的优化迭代过程,文中比较了多种数值优化方法,包括最速下降法、共轭梯度法、LBFGS方法、高斯牛顿法以及预条件方法.反演从低频到高频逐级进行,且前一个频率的反演结果作为下一个频率反演的初值,该策略有效克服了反演发散或收敛到局部极小值的情况.文中详细描述了正反演方法,并对一个简单模型和两个国际标准模型(即Marmousi模型和Overthrust模型)进行了MPI并行反演计算,结果表明牛顿方法和预条件方法能较精确地对复杂构造模型进行反演成像.

关键词：波动方程频率域全波形反演预条件最速下降法共轭梯度法 LBFGS方法高斯牛顿法 Marmousi模型 Overthrust模型

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空间引力波探测--天文学的一个新窗口

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中国科学：物理学、力学、天文学 2017年第1期47卷 33-54页

作者：黄双林龚雪飞徐鹏 Pau Amaro-Seoane 边星陈跃文陈弦房震冯学锋刘富坤李硕李想罗子人邵明学 Rainer Spurzem 唐文林王龑王瑛臧云龙刘润球中国科学院数学与系统科学研究院应用数学研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 马克斯-普朗克引力物理研究所(阿尔伯特-爱因斯坦研究所) 德国波茨坦D-14476 首都师范大学数学科学学院北京100089 北京大学天文系北京100871 中国科学院大学物理科学学院北京100049 中国科学院国家天文台北京100012 中国科学院力学研究所北京100190 中国科学院晨兴数学中心北京100190 西澳大利亚大学澳大利亚珀斯6009 中国科学院计算数学国家重点实验室北京100190

本文内容分为两部分.第一部分通过外尔曲率来阐述引力波这个物理概念,为天体源引力波探测(地面或空间)建立一个基本的理论框架.第二部分中,在中国科学院二期先导研究的基础上,我们进一步地说明空间引力波探测的天文学意义,特别是在探索... 详细信息

本文内容分为两部分.第一部分通过外尔曲率来阐述引力波这个物理概念,为天体源引力波探测(地面或空间)建立一个基本的理论框架.第二部分中,在中国科学院二期先导研究的基础上,我们进一步地说明空间引力波探测的天文学意义,特别是在探索早期宇宙中星系结构的形成,星系-黑洞共同演化结构等重大天文问题中提供一种全新的观察窗口.简要介绍中国科学院空间引力波探测计划(太极计划)的任务设计,并进一步阐明其科学目标以及与(e)LISA项目的区别所在,最后给出空间任务中关键载荷的初步分析.

关键词：广义相对论空间引力波探测天文学

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