生产工艺多方案并行与快速转换方法研究

生产系统复杂多变,在生产管理过程中存在多变性和不均衡性。对此,实际生产中需要实现生产工艺多方案并行与快速转换。分析了生产过程变化因素,介绍了主工艺+子工艺这一生产工艺多方案并行与快速转换方法,并通过实例验证了这一方法的有效性。     

基于贪婪局部路径重连的随机并行社区检测

为提高社区检测的效率与精度,提出一种随机并行的局部搜索算法。用图模型结构表示复杂系统,将顶点划分成簇。构建贪婪随机自适应搜索过程与路径重连过程,以解决加权图的模块最大化问题。引入一种{0,1}矩阵类特征并定义聚类的距离函数,从而进行顶点的邻域搜索,实现社区的高精度检测识别。实验结果表明,该算法的F_1值与NMI指标值均较高。     

小净距并行隧道开挖间距研究

广州地铁21号线长平站区间小净距并行隧道左右线施工时会多次扰动围岩,为避免形成围岩应力叠加,须确定合理的支护时机并尽量减少围岩变形。根据测点变形速率的变化,分析20 m的开挖间距下测点的拱顶下沉、水平净空值,证明在V类围岩条件下,两条隧道的开挖间距为20 m是可行的,但需注意采取措施控制沉降。     

基于图形处理器的形态学重建系统

形态学重建是医学图像处理中非常基础和重要的操作。它根据掩膜图像的特征对标记图像反复进行膨胀操作，直到标记图像中的像素值不再变化为止。对于传统基于中央处理器（CPU）的形态学重建系统计算效率不高的问题，提出了使用图形处理器（GPU）来加速形态学重建。首先，设计了适合GPU处理的数据结构：并行堆集群；然后，基于并行堆集群，设计和实现了一套基于GPU的形态学重建系统。实验结果表明，相比传统基于CPU的形态学重建系统，基于GPU的形态学重建系统可以获取超过20倍的加速比。基于GPU的形态学重建系统展示了如何把基于复杂数据结构的软件系统高效地移植到GPU上。     

CPU-GPU协同计算在MOC中子输运异构并行计算中的应用研究

特征线方法（MOC）可以精确求解任意几何的中子输运方程，但该方法收敛慢、计算时间长。本研究基于空间区域分解和特征线并行技术，采用MPI+OpenMP/CUDA编程模型，实现了适用于中央处理器-图形处理器（CPU-GPU）异构系统的二维MOC异构并行算法。为充分利用异构系统中的CPU和GPU计算资源，实现CPU-GPU协同计算，提出动态任务分配模型，根据CPU和GPU的计算能力合理分配计算任务。数值验证结果表明:程序具有良好的计算精度；动态任务分配模型能根据硬件性能给出最佳任务分配方案；5异构节点（包含20块GPU）并行时，相对MPI+CUDA并行模式，采用CPU-GPU协同计算后，程序整体效率提升达到14%。      

单片机应用系统综合实验装置的设计

单片机原理与应用作为电子技术类学科中的必修课程具有很强实践性,要求学生掌握实际应用能力,为此研制了基于单片机系统通信为基础的实验板,依据单片机应用系统特点,可完成SPI、I^2C、UART串行通信以及并行总线方式通信。实验板有利于学生更好地了解和掌握单片机应用系统设计的方法,有利于学生进行自主设计和内容拓展。做到培养学生的学习能力、提高学生的学习兴趣、发挥学生的创造性。     

爆炸冲击作用下埋地并行输气管道的动力响应

天然气泄漏爆炸已成为埋地输气管道主要的极端灾害。选取TNT当量法作为输气管道小孔泄漏致爆的估算模型,适当选取材料本构模型,采用任意拉格朗日-欧拉方法 (ALE),在验证模型精度的基础上,建立了埋地输气管道-土壤-炸药耦合的三维实体模型,分析了埋地输气管道动力响应(等效应力、位移)与爆心距和炸药量之间的关系。研究结果表明:ALE法可较好地描述球形爆炸波在土中的传播规律,且可形象展示爆炸空腔及地表土丘的宏观演化过程;在爆心距为205 cm时,应力随着药量的增大而增大,管体的抗爆极限药量为58. 4 kg;应力与位移均随着装药量的增大或爆心距的减小而增大; X向位移、迎爆点及背爆点的Y向位移随着时间的变化先增大后减小,管顶的Y向位移则呈现先增大后减小的二次震荡,管底的位移近似呈正弦规律变化;基于应变的失效判据与应力的失效判据评定结果存在偏差,应力评定结果相对偏保守。所得结论可为并行输气管道的安全评估提供参考。     

基于三维胞元空间的MA双向并行路由算法

针对传统移动代理(MA)在监测无线传感器网络(WSNs)的感兴趣信息时产生的延迟较大和能耗较多问题,提出了基于三维胞元空间的MA双向并行(3D-BPMA)路由算法.3D-BPMA将MA与传统的客户/服务器(c/S)模式相结合,在胞元内利用C/S模式搜集信息,在单层胞元系统和路由器与路由器之间采用MA双向并行的策略进行传输.仿真结果表明:3D-BPMA与LCF,DSG-MIP算法相比减少了平均响应时间和网络平均能耗,提高了MA发送率.