导读:本文包含了并行格式论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:时间分数阶反应-扩散方程,ASE-I格式,ASI-E格式,无条件稳定性
并行格式论文文献综述
党旭,杨晓忠[1]（2019）在《时间分数阶反应-扩散方程混合差分格式的并行计算方法》一文中研究指出分数阶反应-扩散方程有深刻的物理和工程背景,其数值方法的研究具有重要的科学意义和应用价值.文中提出时间分数阶反应-扩散方程混合差分格式的并行计算方法,构造了一类交替分段显-隐格式(alternative segment explicit-implicit,ASE-I)和交替分段隐-显格式(alternative segment implicit-explicit,ASI-E),这类并行差分格式是基于Saul'yev非对称格式与古典显式差分格式和古典隐式差分格式的有效组合.理论分析格式解的存在唯一性,无条件稳定性和收敛性.数值试验验证了理论分析,表明ASE-I格式和ASI-E格式具有理想的计算精度和明显的并行计算性质,证实了这类并行差分方法求解时间分数阶反应-扩散方程是有效的.(本文来源于《高校应用数学学报A辑》期刊2019年03期）
何运杰[2]（2018）在《基于粗粒度并行遗传算法的货格式立体仓库路径优化研究》一文中研究指出自动化立体仓库堆垛机拣选路径优化问题是NP-完全问题,无法求得最优解。学者们运用了各种优化算法以及混合算法来求解堆垛机拣选问题,起到了一定的效果。然而,当问题规模大且问题的复杂度高时,传统优化算法的求解效率是有限的。硬件技术的迅速发展为实现并行计算提供了可能,如何借助并行算法并充分利用硬件成为了现实的问题。本文将一种单程序多数据流(简称SPMD)并行结构运用到粗粒度并行遗传算法中并对算法进行了改进,目的是为了使算法能在多核计算机上实现并行计算,提高算法的性能、缩短运算的时间,从而提高粗粒度并行遗传算法对实际问题的求解效果。本文对传统粗粒度并行遗传算法的改进主要包括:(1)对变异策略的优化,对不同的子种群应用不同的变异方法;(2)对种群迁移策略的改进,采用动态调整迁移率与完全网络拓扑相结合的方式对子种群中的个体进行迁移;(3)对改进算法的串行程序做了并行改编。在此基础上,本文运用了基于SPMD并行方法的改进粗粒度并行遗传算法对自动化立体仓库拣选路径优化问题模型进行了求解,并根据求解结果计算了并行计算的加速比。对比表明,改进算法能有效缩短运算时间,提高求解自动化立体仓库路径优化问题的效率。本研究对并行遗传算法的研究有一定参考作用,对并行计算的研究也有一定的借鉴意义,对于解决自动化立体仓库堆垛拣选路径优化问题有着重要的现实意义。(本文来源于《安徽工业大学》期刊2018-05-28）
贾东旭[3]（2018）在《抛物型方程并行差分格式与非完美接触界面问题的迭代方法》一文中研究指出本论文的主要内容包括叁部分:(1)守恒型并行差分格式设计与理论分析;(2)保正型并行差分格式设计与理论分析;(3)非完美接触界面问题的迭代方法设计与理论分析.在第一部分中,通过分析具有无条件稳定、二阶数值精度的一维并行差分格式,给出了一个推广形式的并行差分格式,首先,对于一维问题提出了一种加权形式的数值流以及权重的选取范围,然后将此格式推广到二维,最后将格式推广到n-维(n ≥3).理论证明了此守恒型并行差分格式是无条件稳定的,并具有二阶空间精度.在最后给出了数值实验,结果表明此类格式是无条件稳定的二阶格式,并且具有守恒性与内在并行性,从而验证了理论分析的正确性.在第二部分中,首先引入”基于节点的类隐格式”的概念,在结合前人研究成果的基础上,将区域分解框架归纳为两大类:自上而下(UP-DOWN)模式与自下而上(DOWN-UP)模式,即分别按照体-面-线-点与点-线-面-体两种顺序依次计算网格上的未知量.本文沿此这两条设计思路对抛物型方程分别给出了一维,二维,叁维以至高维的格式设计.其中的证明可以归结为一维情形的证明,特别的,本文给出了一维格式的稳定性分析,并给出并行格式保正的条件,并且在离散紧性框架下给出了数值解强收敛到原始偏微分方程弱解的理论分析.在最后进行数值实验验证理论结果,数值结果表明此类格式是无条件稳定的二阶格式,并且具有保正性与内在并行性.在第叁部分中,讨论了一类非完美接触的界面问题,基于区域分解的思想设计了一种迭代格式,给出了迭代格式的收敛性证明,并针对一类特殊的区域给出了收敛速度的估计;此迭代格式是呈几何速度收敛的,而且迭代过程中保持解的极值原理成立.最后通过数值实验验证了理论分析的正确性与算法的稳健性.(本文来源于《中国工程物理研究院》期刊2018-04-01）
许秋燕,王文洽,张现强[4]（2018）在《扩散问题的一类带有加权系数的隐格式及多子域并行算法》一文中研究指出针对扩散问题提出了一类带有加权系数的隐格式,采用分组显式和区域分解思想,又构造了若干分组显式格式.结合初边值条件,建立了求解扩散问题的一种多子域并行算法.虽然格式是隐式的,但在算法实现过程中可显式且并行地计算,这样避免了求解线性方程组的复杂性.并且当加权系数1≤θ≤2.4时,格式是无条件稳定的;0<θ<1时,趋向于1的方向,格式也是无条件稳定的;θ=2时,算法收敛的最快,收敛速率接近于2.通过数值试验证明此类隐格式和并行算法是有效的,计算速度快,精确度高,易于实现并行.(本文来源于《数学的实践与认识》期刊2018年04期）
温元元[5]（2018）在《复杂边界条件下浓度对流扩散方程高精度并行格式的构造及应用》一文中研究指出当前对流扩散方程在环境工程、水利工程及航空、冶金等研究领域中均得到了充分重视。它可以用来描述河流污染、核废物污染、大气污染中污染物质分布情况,且流体流动和流体中热传导过程等众多的物理现象在化学、物理和工程中都有着广泛的应用。在简化的情形下求解这类方程还可得到解析的结果,然而很难求得较为复杂问题的解析解,这时数值求解成为一种非常行之有效的手段。因此,对于进行数值计算和模拟来说,构造精确、高效、稳定的数值方法成为研究此类问题的重要内容。一般在研究对流扩散方程(偏微分方程)格式的构造上,大多数都是第一类边界条件,即直接给出边界处的浓度值,本文研究的复杂边界条件,即给出的为边界处浓度的偏导值,这类研究对于第一类边界条件研究上更加的复杂以及更加地贴合实际。本文的二叁章,结合了对边界条件的精度处理,分别针对一维浓度扩散方程和一维浓度对流扩散方程进行了二阶精度和高精度并行差分格式的构造,同时分别对所构造的格式使用Von Neumann方法进行稳定性分析,并分别对相关算例进行了数值计算,对计算结果进行了分析,验证了所构造格式的有效性。最后,本文的第四章以围油栏结合收油器处理溢油问题为例,采用本文所构造的具有复杂边界条件的高精度差分格式对围油栏以一定速度拦油时油浓度的变化进行了数值模拟。(本文来源于《大连海事大学》期刊2018-01-01）
陈少林,王俊泉,刘启方,周国良,唐晖[6]（2017）在《基于显-隐式格式的叁维时域土-结相互作用分析的异步并行算法》一文中研究指出提出了一种分析叁维时域土-结构动力相互作用的并行计算方法.该方法利用显式和隐式积分格式各自的优点,采用集中质量显式有限元和黏弹性人工边界模拟无限域地基,采用隐式积分格式有限元法计算上部结构的响应,两者可采用不同的时间步距.在此基础上,采用MPI通信协议,提出了土-结构系统中土体区域的并行计算方法,以及土体区域与结构间的异步并行计算方法,并通过自编的Fortran源程序实现了地震作用下土-结相互作用分析的并行计算.以某一核电结构模型为例,分别采用串行算法和并行算法分析了土-核电结构体系在SV波输入下的反应,验证了本文并行算法的可行性和高效性.(本文来源于《中国科学:技术科学》期刊2017年12期）
李扬[7]（2016）在《频率域波动方程高精度有限差分格式及并行模拟算法研究》一文中研究指出随着易采矿藏的逐步衰竭和科技的进步,勘探技术对效率和精度的要求越来越高。现有先进地震成像技术大多需要一种高效精确的正演模拟算法,而频率域波动方程求解则是其中之一。波动方程可由有限差分法、有限元法、不连续Galerkin法或谱元法等来进行离散。有限差分法以其简单及计算效率高在地震勘探领域得到了广泛的应用。设计一种高精度的有限差分方法可以降低空间采样精细度或提高模拟频率,这对提高成像精度大有裨益。此外,由于离散形式的频率域正演模拟等同于求解一个大型稀疏线性方程组,因此一个快速稳定的解法对许多频率域内地震成像技术(如全波形反演和逆时偏移成像等)的实现也十分重要。考虑到地下介质高度的非均匀性,各向异性以及其他复杂的性质,由波动方程离散化导出的线性方程组系数矩阵不定且高度病态,求解此类方程组是一个巨大的挑战。由此,本文基于以上两点做了如下工作:首先,针对频率域声波正演模拟问题探讨了二阶差分格式,混合网格差分格式和四阶差分格式,在理论上分析了这几种格式的收敛阶,并通过数值实验证实了相应的收敛阶。将数值解与精确解作对比,进一步考察了不同格式的绝对误差。通过对比求解所需计算时间,分析了叁种格式各自的执行效率。结果显示混合网格格式是其他两种格式的一个折中,在保证数值解较高精度的同时仍能将计算量维持在与二阶精度相近的水平上。其次,对于二维频率域弹性波场模拟,从二阶交错网格格式出发,通过与时间域地震记录的对比验证了格式的精确性。在四阶交错网格格式基础上引入反集中质量技巧,在频散分析的框架下通过极小化归一化相速度与单位一之间的偏差,给出了最优的四阶交错网格格式。该格式的频散较经典四阶格式有了大幅的减少,因而可以在单位波长内采取更少的网格点而同时保证数值解的精度,这将会大大降低波场模拟的计算量。通过在复杂的Marmousi2模型中进行模拟并将结果与时间域地震记录作对比,验证了该格式的精确性。再次,为了得到叁维情况下最优的四阶交错网格差分格式,建立叁维(粘)弹性波动方程频散分析理论框架,分别应用基于梯度的Levenberg-Marquardt算法和结合了下山单纯形法的全局收敛模拟退火算法来求解归一化相速度和单位一之间偏差泛函的极小化问题,确定了最优的质量加权平均系数和最优四阶差分系数。频散曲线分析指出该最优格式受Poisson比影响较小,在群速度误差上限设置为1%时,单位波长内仅需3.7个网格点即可。定量地分析了最优格式和经典格式在应用直接法和迭代法时内存耗用的差异,指出了最优格式可大大降低波场模拟的内存耗用量。通过与声波、弹性波方程精确解的对比,在数值上验证了最优格式的高精度,即使在单位波长内仅有3.3个网格点的情况下,最优格式仍能较准确地匹配精确解。最后,在二、叁维弹性波场模拟中应用高度并行的CARP-CG方法以应对大规模计算带来的挑战。通过数值实验研究了Poisson比、自由表面边界条件和地震衰减效应对该迭代法收敛性的影响。针对并行计算问题,设计了多频不同规模的波场模拟以考察CARP-CG方法在多核计算时的可扩展性,讨论了该方法在大规模波场模拟中的可行性。通过分析计算复杂度,探讨了CARP-CG方法应用于频率域波场模拟相较于直接在时间域进行模拟的优势。将CARP-CG方法与GMRES,CGNR和BiCGSTAB方法做对比,指出了CARP-CG方法对于不同的介质参数和实验设定均能收敛,展现了极好的稳定性。由此,CARP-CG方法可为地震成像技术提供一个高效的大规模正演模拟算法。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2016-10-01）
林灯,崔涛,冷伟,张林波[8]（2016）在《一种求解地震波方程的高效并行谱元格式》一文中研究指出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着加速刚度矩阵与向量乘积,进而显着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.(本文来源于《计算机研究与发展》期刊2016年05期）
刘磊[9]（2016）在《浓度对流扩散方程高精度并行格式的构造及其应用》一文中研究指出对流扩散方程在环境领域中有重要的作用,比如污染物质在河流、大气等中的分布情况,我们可以用对流扩散方程来描述。所以,对对流扩散方程求解方法的研究具有极为重要的意义。目前,在对流扩散方程的求解过程中,有限差分方法是众多数值求解方法中重要的方法之一。但是,该方法中的显格式稳定性受到限制；隐格式需解大型的线性方程组,难以并行。近些年来,随着高性能计算机的快速发展,并行算法发展迅速,国内外研究学者取得了众多研究成果。例如,Evans和张宝琳等人针对扩散方程和对流扩散方程提出了一系列的并行算法。但是众多并行算法中的有些精度并不高,所以,构造高精度并行算法,以达到提高计算速度和精度的目的是很有必要的。本文在隐格式的基础上,主要是对一维浓度对流扩散方程和二维浓度对流扩散方程构造了新的并行算法,并且将二维浓度扩散方程高精度并行算法应用到环境的实际问题中。在本文的第二章中,针对一维、二维浓度扩散方程,一维、二维浓度对流扩散方程,构造了一类新的二阶精度隐式并行格式,并分别对各个算例进行了计算,对计算结果进行分析,验证了格式的有效性。在本文的第叁章中,针对一维浓度扩散方程、一维浓度对流扩散方程及二维浓度扩散方程,分别构造了一类新的高阶精度并行格式,并分别对各个算例进行了计算,对数值解和精确解进行比较,发现两者的曲线完全吻合,计算精度明显高于二阶精度隐式并行格式的计算精度,证明了格式的有效性。在本文的第四章中,以二维浓度扩散方程的高精度并行格式为理论基础,研究水产养殖池塘在投放消毒剂后的扩散过程,综合考虑所需要的总扩散时间,以及所需消毒剂的总量,得出一种较为合理的投放方式。从而,为池塘养殖提供一定的参考。(本文来源于《大连海事大学》期刊2016-01-01）
朱志斌,袁湘江,陈林[10]（2015）在《高阶紧致格式分区并行算法》一文中研究指出针对超声速多尺度复杂流动问题,发展了一种高精度并行算法。计算格式采用五阶迎风紧致格式,用特征型通量限制方法抑制非物理振荡。在对接边界处采用五阶WENO格式,以保证整个计算域内计算精度一致。通过网格分区和数据交换,在MPI平台实现了并行计算。通过超声速算例对算法进行了验证,并对并行效率和加速比进行了分析。最后,将算法应用于超声速转捩、湍流问题的数值模拟。计算结果表明,提出的算法具有较高的精度和分辨率,对接边界光滑连续,并且并行效率较高,在高超声速湍流流动数值模拟中取得了较好的应用效果。(本文来源于《计算力学学报》期刊2015年06期）
并行格式论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
自动化立体仓库堆垛机拣选路径优化问题是NP-完全问题,无法求得最优解。学者们运用了各种优化算法以及混合算法来求解堆垛机拣选问题,起到了一定的效果。然而,当问题规模大且问题的复杂度高时,传统优化算法的求解效率是有限的。硬件技术的迅速发展为实现并行计算提供了可能,如何借助并行算法并充分利用硬件成为了现实的问题。本文将一种单程序多数据流(简称SPMD)并行结构运用到粗粒度并行遗传算法中并对算法进行了改进,目的是为了使算法能在多核计算机上实现并行计算,提高算法的性能、缩短运算的时间,从而提高粗粒度并行遗传算法对实际问题的求解效果。本文对传统粗粒度并行遗传算法的改进主要包括:(1)对变异策略的优化,对不同的子种群应用不同的变异方法;(2)对种群迁移策略的改进,采用动态调整迁移率与完全网络拓扑相结合的方式对子种群中的个体进行迁移;(3)对改进算法的串行程序做了并行改编。在此基础上,本文运用了基于SPMD并行方法的改进粗粒度并行遗传算法对自动化立体仓库拣选路径优化问题模型进行了求解,并根据求解结果计算了并行计算的加速比。对比表明,改进算法能有效缩短运算时间,提高求解自动化立体仓库路径优化问题的效率。本研究对并行遗传算法的研究有一定参考作用,对并行计算的研究也有一定的借鉴意义,对于解决自动化立体仓库堆垛拣选路径优化问题有着重要的现实意义。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
并行格式论文参考文献
[1].党旭,杨晓忠.时间分数阶反应-扩散方程混合差分格式的并行计算方法[J].高校应用数学学报A辑.2019
[2].何运杰.基于粗粒度并行遗传算法的货格式立体仓库路径优化研究[D].安徽工业大学.2018
[3].贾东旭.抛物型方程并行差分格式与非完美接触界面问题的迭代方法[D].中国工程物理研究院.2018
[4].许秋燕,王文洽,张现强.扩散问题的一类带有加权系数的隐格式及多子域并行算法[J].数学的实践与认识.2018
[5].温元元.复杂边界条件下浓度对流扩散方程高精度并行格式的构造及应用[D].大连海事大学.2018
[6].陈少林,王俊泉,刘启方,周国良,唐晖.基于显-隐式格式的叁维时域土-结相互作用分析的异步并行算法[J].中国科学:技术科学.2017
[7].李扬.频率域波动方程高精度有限差分格式及并行模拟算法研究[D].哈尔滨工业大学.2016
[8].林灯,崔涛,冷伟,张林波.一种求解地震波方程的高效并行谱元格式[J].计算机研究与发展.2016
[9].刘磊.浓度对流扩散方程高精度并行格式的构造及其应用[D].大连海事大学.2016
[10].朱志斌,袁湘江,陈林.高阶紧致格式分区并行算法[J].计算力学学报.2015
标签：时间分数阶反应-扩散方程; ASE-I格式; ASI-E格式; 无条件稳定性;