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基于绝对节点坐标方法的压发装置建模与优化

北京理工大学学报 2023年第1期43卷 36-44页

作者：水小平王斌马士洲胡德强程万影刘铖北京理工大学宇航学院北京100081 军事科学院防化研究院北京102205 淮南皖淮机电股份有限公司安徽淮南232000 中物院高性能数值模拟软件中心北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

研究压发装置的精确建模与产品性能优化问题.基于绝对节点坐标方法的缩减板单元对压发装置电路板进行建模,通过实验确定电路板的材料参数及支撑弹簧与触发装置的非线性刚度特性,采用非线性力–位移关系建立了支撑弹簧与触发装置力学模型... 详细信息

研究压发装置的精确建模与产品性能优化问题.基于绝对节点坐标方法的缩减板单元对压发装置电路板进行建模,通过实验确定电路板的材料参数及支撑弹簧与触发装置的非线性刚度特性,采用非线性力–位移关系建立了支撑弹簧与触发装置力学模型,搭建了压发装置结构的精确有限元模型;设计了压发装置加载实验系统,采用实验数据验证了上述有限元模型的正确性.根据目标触发载荷范围,优化了压发装置中支撑弹簧的刚度及长度参数.数值模拟直接指导了压发装置参数设计,并已成功应用于型号研制.

关键词：绝对节点坐标方法压发装置加载实验系统参数优化

科研院所青年科研人员的科学创新素养提升策略研究

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经营管理者 2023年第10期 62-63页

作者：朱景焕于翠影中物院高性能数值模拟软件中心、北京应用物理与计算数学研究所

创新是引领发展的第一动力，人才是创新的第一资源，“两栖型”人才是科研院所高质量发展的根本动力源泉。本文阐述了科学创新素养的内涵，分析了科研院所提升青年科研人员科学创新素养的必要性和难点问题，提出了提升青年科研人员科学...

创新是引领发展的第一动力，人才是创新的第一资源，“两栖型”人才是科研院所高质量发展的根本动力源泉。本文阐述了科学创新素养的内涵，分析了科研院所提升青年科研人员科学创新素养的必要性和难点问题，提出了提升青年科研人员科学创新素养的若干举措，旨在建设科研院所“两栖型”人才队伍，提高科研院所科技创新能力，推动科技事业高质量发展。

关键词：

CMA-MESO模式对“21·7”河南特大暴雨的预报评估与误差分析

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气象 2024年第1期50卷 33-47页

作者：万子为孙思远赵滨陈起英中国气象局地球系统数值预报中心北京100081 灾害天气国家重点实验室北京100081

为分析CMA-MESO模式对2021年7月19—21日河南特大暴雨的预报性能,除了常规观测资料,还利用雷达和卫星非常规观测资料,对模拟回波和云产品开展传统和新型空间检验,以揭示对流风暴和中尺度对流系统(MCS,基于卫星红外通道)的模式预报偏差细... 详细信息

为分析CMA-MESO模式对2021年7月19—21日河南特大暴雨的预报性能,除了常规观测资料,还利用雷达和卫星非常规观测资料,对模拟回波和云产品开展传统和新型空间检验,以揭示对流风暴和中尺度对流系统(MCS,基于卫星红外通道)的模式预报偏差细节,并从降水形成的水汽、动力、触发和维持机制等角度分析模式误差产生的原因。结果表明:模式能较好预报雨带形态、弱回波持续时间以及主要降水发生前期和后期MCS的面积和强度演变趋势;模式偏差主要体现在低估了降水强度且未报出郑州站极端小时降水,错报主雨带小时降水演变,严重低估了对流风暴和强对流风暴的持续时间,未能报出午后MCS面积陡增的变化趋势且MCS位置预报偏西、偏北;模式降水偏差的原因主要在于水汽的模拟,模式水汽垂直分布不合理,对台风烟花和查帕卡的水汽输送均偏弱,而水汽输送不足的根源是低空急流偏弱和超低空急流脉动不足。另外,模式未能在郑州站附近预报出稳定少动的地面中尺度辐合线,加之大气层结不稳定度不足和对流不稳定能量偏低,使得对流发展不够旺盛,最终导致降水预报不足。

关键词： CMA-MESO 极端暴雨模式评估误差分析

Apache IoTDB中的多模态数据编码压缩

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软件学报 2024年第3期35卷 1173-1193页

作者：贺文迪夏天睿宋韶旭黄向东王建民清华大学软件学院北京100084 大数据系统软件国家工程研究中心(清华大学) 北京100084 北京信息科学与技术国家研究中心(清华大学) 北京100084

时间序列数据在工业制造、气象、船舶、电力、车辆、金融等领域都有着广泛的应用,促进了时间序列数据库管理系统的蓬勃发展.面对愈加庞大的数据规模和多样的数据模态,高效的数据存储和管理方式十分关键,而数据的编码压缩愈发成为一个具... 详细信息

时间序列数据在工业制造、气象、船舶、电力、车辆、金融等领域都有着广泛的应用,促进了时间序列数据库管理系统的蓬勃发展.面对愈加庞大的数据规模和多样的数据模态,高效的数据存储和管理方式十分关键,而数据的编码压缩愈发成为一个具有重要意义和价值的问题.现有的编码方法和相关系统未能充分考虑不同模态的数据特点,或者未把一些时序数据的处理方法应用于数据编码问题中.全面阐述了ApacheIoTDB时序数据库系统中的多模态数据编码压缩方法及其系统实现,特别是面向工业物联网等应用场景.该编码方法较为全面地考虑包括时间戳数据、数值数据、布尔值数据、频域数据、文本数据等多个不同模态的数据,充分挖掘和利用各自模态数据的特点,特别是包括时间戳模态中时间戳序列间隔近似的特点等,进行有针对性的编码方案设计.同时,将实际应用场景中可能出现的数据质量问题因素纳入编码算法的考量中.在多个数据集上的编码算法层面和系统层面的实验评估和分析,验证了该编码压缩方法及其系统实现的效果.

关键词：数据编码时间序列数据数据库工业物联网多模态

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基于机器学习的碳排放数据异常识别方法

自动化应用 2024年第3期65卷 43-46,50页

作者：杨若钧陈爱忠曾金灿姚腾国家环境保护环境影响评价数值模拟重点实验室北京100041 生态环境部环境工程评估中心北京100012 南方电网能源发展研究院有限责任公司广东广州510700

提出了一种基于机器学习的碳排放数据异常的识别方法,采用了密度聚类、统计方法和机器学习相结合的策略。通过引入统计方法与机器学习方法检测异常的双重判据,该方法能有效检测异常数据。针对碳排放分析多维数据中参数间相关性难以明确... 详细信息

提出了一种基于机器学习的碳排放数据异常的识别方法,采用了密度聚类、统计方法和机器学习相结合的策略。通过引入统计方法与机器学习方法检测异常的双重判据,该方法能有效检测异常数据。针对碳排放分析多维数据中参数间相关性难以明确的问题,采用机器学习技术研判高维异常数据中存在的复杂多变量关系,并深入分析了异常产生的原因。通过该方法提升数据质量,更精准、有效地开展碳核查,以满足碳排放量准确计量的要求。

关键词：碳排放机器学习密度聚类碳核查

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基于区域分解的大规模并行有限元快速算法

电子学报 2019年第3期47卷 741-747页

作者：王卫杰陈晓洁周海京中物院高性能数值模拟软件中心北京100088 北京应用物理与计算数学研究所一室北京100088

区域分解方法是近来发展迅速的有限元求解方法之一.基于有限元区域分解方法以及多重网格的思想,我们研究了自适应求解以及离散扫频快速算法,并采用自主研发的高性能计算并行框架,将基于区域分解的大规模并行有限元快速算法进行了实现,... 详细信息

区域分解方法是近来发展迅速的有限元求解方法之一.基于有限元区域分解方法以及多重网格的思想,我们研究了自适应求解以及离散扫频快速算法,并采用自主研发的高性能计算并行框架,将基于区域分解的大规模并行有限元快速算法进行了实现,并行规模能够扩展到数万CPU核.我们在文中将展示程序的核心架构,以及如何采用多重网格算法的思想实现有效的粗网格校正技术,从而实现有限元线性系统的多次快速求解,加速自适应求解和离散扫频.最后,对算法进行了准确性验证以及大规模并行测试.

关键词：电磁场有限元区域分解多重网格自适应计算离散扫频并行计算

并行预处理有限元方法及其在系统级封装结构电磁模拟中的应用

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电子学报 2021年第1期49卷 58-63页

作者：王卫杰胡少亮郑宇腾赵振国周海京中物院高性能数值模拟软件中心北京100088 北京应用物理与计算数学研究所一室北京100088

针对系统级封装结构的电磁兼容、信号完整性分析等应用,由于结构的复杂、多尺度和多材料的特性,其大规模电磁问题模拟一直难以实现.本文中,主要展示了基于并行支撑框架JAUMIN研发的高性能电磁计算程序JEMS-CDS及其在系统级封装结构电磁... 详细信息

针对系统级封装结构的电磁兼容、信号完整性分析等应用,由于结构的复杂、多尺度和多材料的特性,其大规模电磁问题模拟一直难以实现.本文中,主要展示了基于并行支撑框架JAUMIN研发的高性能电磁计算程序JEMS-CDS及其在系统级封装结构电磁仿真中采用的高效算法.针对系统级封装结构电磁仿真,我们构建了两种预处理技术:区域分解方法与正定矩阵预处理方法.数值模拟结果显示JEMS-CDS程序在百CPU核并行规模上能够实现了近亿未知量的快速迭代求解.针对某天线阵列和射频系统级封装结构,利用JEMS-CDS程序在国产并行机上完成了电磁场并行数值模拟,获得了电磁场的高分辨率结果,支持了电磁兼容性分析、信号完整性分析等应用.

关键词：有限元方法预处理并行计算系统级封装信号串扰

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Wyrtki急流季节内变化研究进展

地球物理学进展 2024年第4期 1293-1303页

作者：曹国娇徐腾飞魏泽勋江苏海事职业技术学院水上智能交通与海事服务研究所江苏海事职业技术学院数字化海上安全保障工程技术研究开发中心自然资源部第一海洋研究所青岛海洋科学与技术试点国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室

Wyrtki急流是季风转换期出现在赤道印度洋的海表面东向急流，其产生的大量热、盐和水团纬向再分配对东印度洋甚至全球海洋热盐环流都具有重要作用.Wyrtki急流季节内变化与赤道Kelvin波相关，能够对印尼贯穿流在出流海峡的季节内变化产... 详细信息

Wyrtki急流是季风转换期出现在赤道印度洋的海表面东向急流，其产生的大量热、盐和水团纬向再分配对东印度洋甚至全球海洋热盐环流都具有重要作用.Wyrtki急流季节内变化与赤道Kelvin波相关，能够对印尼贯穿流在出流海峡的季节内变化产生影响，同时也是印度洋偶极子事件的触发因子.此外，Wyrtki急流季节内变化还能够跨时间尺度调控其季节及年际变化，使其成为热带东印度洋甚至全球气候变异的潜在重要参与者.因此，对Wyrtki急流季节内变化进行深入研究对深刻理解热带印度洋海洋环流以及印度洋海盆尺度海-气相互作用过程和机制具有重要的科学意义.本文主要对Wyrtki急流季节内变化的产生机制及其季节和年际变化特征的研究进展进行总结，并对Wyrtki季节内变化的未来研究进行展望.指出今后应借助观测、海洋环流模式和机器学习技术等多种途径来获取Wyrtki急流数据，并在此基础上进一步厘清Wyrtki急流季节内变化对于局地以及全球海洋、大气的影响，提高对热带印度洋以及全球海洋环流的认知．

关键词： Wyrtki急流季节内变化产生机制季节变化年际变化

考虑多种作用效应的表面防渗聚脲涂层非线性分析及设计

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水利学报 2024年第4期55卷 437-448页

作者：李炳奇张继磊刘小楠孟天一中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038

聚脲与聚氨酯相比,具有绿色环保、耐久性好、力学性能优异、施工面适应性强等优势,聚脲基防渗层被广泛应用于水工结构中。鉴于防渗聚脲尚无成型的结构设计计算理论,惯常采用的经验性设计可能会导致不安全、不合理、不经济的设计结果,本... 详细信息

聚脲与聚氨酯相比,具有绿色环保、耐久性好、力学性能优异、施工面适应性强等优势,聚脲基防渗层被广泛应用于水工结构中。鉴于防渗聚脲尚无成型的结构设计计算理论,惯常采用的经验性设计可能会导致不安全、不合理、不经济的设计结果,本研究通过探讨聚脲基表面防渗涂层非线性分析的关键理论,基于有限单元法建立了非线性数值模型。在涂层基面开裂、水压荷载作用、伸缩缝变形等不同受力工况下,通过对材料的受力变形行为、剥离行为、破坏模式等分析,总结了涂层受力变形规律,并基于分析结果,提出表面防渗聚脲设计流程。研究表明:对于水压作用下的涂层基面开裂工况,涂层最大应力随水压荷载、粘结强度增大而增大,随开裂宽度变化不显著,涂层剥离长度随粘结强度增大而减小,随开裂宽度增大而增大;对于伸缩缝变形工况,涂层剥离长度均随涂层厚度增大而增大,涂层剥离长度随伸缩缝变形量增大而增大,随粘结强度增大而减小,剥离长度随水压荷载变化趋势不显著;涂层最大应力随涂层厚度增大而减小,随粘结强度增大而增大,随水压荷载增大而逐渐增大。最终基于数值分析结果提出了考虑伸缩缝变形工况下的聚脲涂层结构设计方法,形成设计流程并计算机软件化。

关键词：聚脲涂层基面开裂伸缩缝变形数值分析涂层结构设计