基于多面体的分布式WiMAX Mesh网络带宽调度算法

在轮询带宽调度和随机带宽调度两种经典算法的基础上,提出一种基于多面体优先列表的带宽资源调度算法来分析和优化WiMAX网络Mesh模式的带宽请求和调度过程.该算法通过为各个用户站构建不同的静态优先请求次序,避免或者减少了"带宽资源分配不均"现象,使带宽资源能够在网络局部得到优化调度,并扩展到整个无线网络.分析和仿真结果表明,本算法能够极大地改善整个网络的运行性能.     

基于势函数体绘制梯度估算方法

体绘制流程中,梯度在数据分类和明暗计算中都要用到,因此快速准确的梯度估算对高质量的体绘制算法至关重要。在分析了现有估算算法的基础上,通过构造等势面来计算梯度,并将其应用于光线投射法中,取得了较好的效果。     

A Non-oscillatory Multi-Moment Finite Volume Scheme with Boundary Gradient Switching

In this work we propose a new formulation for high-order multi-moment constrained finite volume (MCV) method. In the one-dimensional building-block scheme, three local degrees of freedom (DOFs) are equidistantly defined within a grid cell. Two candidate polynomials for spatial reconstruction of third-order are built by adopting one additional constraint condition from the adjacent cells, i.e. the DOF at middle point of left or right neighbour. A boundary gradient switching (BGS) algorithm based on the variation-minimization principle is devised to determine the spatial reconstruction from the two candidates, so as to remove the spurious oscillations around the discontinuities. The resulted non-oscillatory MCV3-BGS scheme is of fourth-order accuracy and completely free of case-dependent ad hoc parameters. The widely used benchmark tests of one- and two-dimensional scalar and Euler hyperbolic conservation laws are solved to verify the performance of the proposed scheme in this paper. The MCV3-BGS scheme is very promising for the practical applications due to its accuracy, non-oscillatory feature and algorithmic simplicity.     

A Higher-Order Chimera Method for Finite Volume Schemes

In this work a higher-order accurate finite volume method for the resolution of the Euler/Navier–Stokes equations using Chimera grid techniques is presented. The formulation is based on the use of Moving Least Squares approximations in order to obtain higher-order accurate reconstruction and connectivity between the overlapped grids. The accuracy and performance of the proposed methodology is demonstrated by solving different benchmark problems.     

The Mesh Propagation Algorithm for Isosurface Construction

A new algorithm, Mesh Propagation, is presented for the generation of isosurfaces from three-dimensional discrete data sets. While producing the same surface mesh as that generated by a corrected Marching Cubes algorithm, its characteristic is that it constructs an isosurface using connected strips of dynamically triangulated polygons. This compact data structure speeds up surface construction and reduces surface storage requirements. The surface can also be displayed more quickly, particularly where there is hardware support for rendering triangle strips. With engineering as well as medical imaging applications in mind, the algorithm can be used with both irregular and rectilinear grids of data, the primitive volume elements need not be hexahedral only, and volumes of heterogeneous polyhedral elements are supported without traversal complications. The algorithm propagates through the cells in the grid and uses the same lookup table topologies as Marching Cubes to determine patches of surface-element intersection; additional tables are used for non-hexahedral elements. The surface patches are dynamically coded into triangle strips which are then concatenated and linked to construct the surface. The data structures used for propagating through the volume overcome the topological ambiguities associated with table-based methods of surface construction and no holes are generated in the final mesh.     

有限元并行计算自动分区方法的优化

针对集群系统下动力学问题的大规模显式有限元并行计算的特点,在对多层次谱二分分区方法各个阶段的算法进行分析和试验的基础上,对其相关阶段的分区策略和算法进行了优化和调整,提出了一种多层次谱二分优化分区方法,并应用该方法对不同几何类型的有限元模型进行了分区测试,得到了满意的结果．与多层次谱二分分区方法相比,多层次谱二分优化分区方法的分区效果和分区效率都得到了明显改善．     

The Nonlocal Newton's Method for Monotone Variational Inequalities on a Polyhedron

A nonlocally converging Newton method is developed in the paper. In this method, a solution of one approximating linear variational inequality is used on an iteration. The method is more efficient as compared with the existing Newton-type algorithms.     

一种基于多边形剖分的有限元网格生成方法

在两步网格化过程中,待分析区域首先被剖分为具有三条或四条边的简单子区域部分.然后将利用传递模板法或映射法对这些子区域进行网格生成.本文结合计算几何和有限元网格自动生成问题,给出了一种基于简单多边形剖分的全四边形有限元网格自动生成方法.该方法分两步实现有限元网格生成首先通过权函数的引导,对待分析的简单多边形区域先进行子域剖分,得到一组三角形和凸四边形子域(大单元)的集合;然后利用中点剖分方法,将三角形和凸四边形子域单元剖分为全四边形有限元网格.实践证明,本文提出的方法实现简单、使用灵活,结果网格的质量良好.     

一种快速的三维有限元网格生成方法

针对三维有限元网格的生成的速度较慢并且网格质量不高的问题,提出了一种基于约束波前法的三维有限元网格生成算法。算法的主要思想是用背景网格提高网格单元的可控性,避免网格单元生成时验证有效性的计算量,从而快速生成高质量的三维有限元网格。算法首先借助八叉树方法生成背景网格,其次利用背景网格的密度对模型表面进行三角剖分得到初始波前,然后依据背景网格的特征生成实体网格单元,最后对得到的结果进行优化。实验证明结合了八叉树和推进波前法的三维网格生成算法降低了波前法的时间复杂度,将其效率提高了20%,而且能得到更高质量的网格。     

判断检测点是否在多边形或多面体内的新方法

提出一种新方法,以检测一个点是否在多边形或多面体内.该方法通过将多面体的面片和多边形的边组织成层次结构,在检测时运用二分查找算法,不必处理每个面片和每条边.试验结果表明,这种方法简单、有效,有较高的检测速度.     

基于梯度特征的医学体绘制传输函数曲线拟合方法

医学体绘制的精度和实时性取决于传输函数曲线的精度和生成过程的运算开销.典型体绘制的传输函教生成方法是通过灰度映射来生成分段线性函数,精度低、耗时长.本文针对该问题.提出了一种基于体数据梯度特征的传输函数曲线拟舍方法.该方法根据体数据集的梯度变化特点,利用数据值、梯度和沿梯度方向的二阶导数拟合曲线函数来生成传输函数.实验结果表明:在使用规则俸数据时,本方法可有效实现医学可视化.     

一种沿法线方向的三维深度测量方法

在颅骨面貌复原中为了真实反映面部软组织的厚度信息，需要沿法线方向进行三维深度测量。采用对坐标轴进行旋转的方法，将沿法线方向的三维深度测量中复杂的三维计算简化为二维计算，降胝了实现该测量的复杂度，使问题变得简单直观。此方法也适用于其它研究领域中沿法线方向的深度测量。     

基于梯度方向信息的医学图像质量评价方法研究

研究医学图像质量的评价方法,提高评价方法的可靠性。医学图像是由计算机使用数学方法重建得到的,其独特的成像特点对图像质量评价的要求很高。由于在图像成像过程中不可避免会受到噪声等影响,使得图像存在不均匀或失真等,传统的医学图像质量评价方法只是采用信噪比对图像的质量进行评价,对失真图像评价的可靠性不高。为提高评价方法的可靠性,提出基于梯度方向信息的医学图像质量评价方法。它不仅考虑图像信噪比,而且结合像素点间的相关性和人类视觉感知特性,计算出梯度方向信息作为评价指标,能够避免传统方法对失真图像评价可靠性不高的问题。实验表明,这种方法能够真实反映图像的视觉感知质量,具有较高的评价可靠性。     

应用于地下水模拟的多尺度有限体积元方法

应用多尺度有限体积元方法模拟地下水流动问题,其中地下渗透场系数采用二维对数正态随机场.与传统的有限体积元法相比,多尺度有限体积元法的基函数具有能够反映单元内参数变化的优点,所以这种方法能在大尺度上捕捉解的小尺度特征获得较精确的解.文中算例分别对均匀、各向同性和各向异性对数正态随机场的二维地下水流动问题用传统数值模拟方法和多尺度有限体积元方法进行了计算.计算结果表明多尺度有限体积元方法收敛,且与传统数值模拟方法相比,多尺度有限体积元方法既节省计算量,又有较高的精度.     

多裁剪自由曲面生成有限元网格的实现

论述了多裁剪自由曲面生成有限元曲面网格的几个关键技术.采用了推进波前法生成曲面网格,给出了核心算法;在曲面算法中运用了介于参数法与直接法之间的新方法.针对求解曲面上最优点的参数域反算问题,引入了切矢逆求方法,可使迭代次数大为降低.测试表明,该算法快速、稳定.对大型的多裁剪自由曲面生成的曲面有限元网格,可直接用于有限元计算.     

连续负梯度方向获得共轭方向的六寻优化方法

连续两次沿负梯度方向寻优可获得共轭方向,对于一般二次目标函数,从两个角度对该现象进行了理论证明。鉴于为诸多研究领域优化问题的解决提供更多更有效的优化方法,将其推广于一般目标函数,提出了基于辅助方向的共轭方向法、三寻法和六寻法。连续三次沿负梯度方向寻优,然后沿所获得的两个共轭方向分别寻优,最后沿上述两个最优点连线进行第六次寻优,从而完成一轮寻优。给出了六寻法和用于三维优化问题的模块化一维盲人探路法C语言计算程序,并用解析法验证了程序的正确性。以一般的二次三维目标函数和Rosenbrock目标函数为例,验证了六寻法的有效性。其寻优效果比负梯度方向法好,两个算例的计算量分别减小28.70%、54.25%。六寻法可用于求解目标函数梯度可求的多维无约束优化问题。     

一种检测点是否在多边形或多面体内的方法

提出一种新的方法，以检测一个点是否在多边形或多面体内．此方法以射线法的基础，用垂直于射线的直线(或平面)将多边形(或多面体)分成两大部分，检测时，仅仅处理射线所指向的那个部分，根据射线穿过的多边形的折线或多面体的多边形曲面的个数的奇偶性判断检测点是否在多边形或多面体内，在检测过程中该方法只求解少量的方程，不必处理每个面和每条边，实验结果表明，该方法简单，可靠，检测速度快。     

四边形有限元网格的快速生成算法

给出一个使用覆盖栅格生成四边形网格的算法．覆盖法能够快速生成有限元网格，但是边界单元的质量通常比较差，也难以得到全部的四边形网格．将边界内角分成4类，根据不同类型的内角，提出相应的使用覆盖栅格生成完全四边形网格所要采取的修正措施．最后，应用文中算法进行网格划分，结果表明该算法是有效的．