应用思维进化计算求解顶点着色问题

应用思维进化计算求解顶点着色问题，给出求解给定图的色数、最小着色的算法。介绍了顶点着色问题的编码与解码方法、特征、信息矩阵的概念，从而应用思维进化计算的趋同和异化求解该问题。实验结果表明该算法是求解顶点着色问题的一种新的有效算法。     

基于自组装纳米颗粒的顶点着色问题的DNA计算模型

自组装纳米颗粒由于其特殊的结构,具有较好的稳定性,广泛应用于DNA计算中,使用DNA自组装模型可以有效减少运算的复杂度。文章利用自组装纳米金属颗粒求解了图的顶点着色问题。首先,将图的顶点进行自组装设计;其次,根据顶点构造相应的连接探针,二者通过碱基互补配对自动生成初始数据池;最后,利用特殊结构的删除探针对数据池中的方案进行筛选,结合凝胶电泳得到满足条件的解。该模型无需对DNA片段进行编码,操作简单,在检测解时无需酶的参与,降低了复杂度,提高了运算效率。     

中国老鼠问题与G（p，q，f）的4着色

提出了中国老鼠问题.阐明了求解中国老鼠问题的基本思路.发现了基于森林Fi分解的对偶图的顶点4着色方法.提出了森林Fi分解的三种方法.介绍了对偶图G(p,q,f)的A区和B区的划分,森林Fi的分解,以及对偶图G′(f,q,p)的H路径Pi的分解和G(p,q,f)的顶点4着色.讨论了H路径Pi的个数,森林Fi的个数.G(p,q,f)的4着色方案数及A区和B区的划分方案数.     

波长选路光网络的一种新的波长分配算法

研究了波长选路网络光路径层设计中的波长分配问题,给出了一种新的数学描述。结合波长选路网络的特点和路径图的概念提出了一种新的波长分配算法。通过对路径图的顶点着色问题的求解得到波长分配方案。     

二分图约束的顶点覆盖问题的快速算法

对超大规模集成电路芯片(VLSI)的缺陷修复可归结为受二分图约束的顶点覆盖问题，该问题属于NP完全问题。目前仍不能在多项式时间内对该问题求解。本文应用参数计算理论，将问题化简为与输入问题规模无关的问题来求解。并利用二分图的特性，提出了一种简单、高效的算法，大大提高了修复速度。     

k色图的连通性

研究和讨论了图的顶点着色问题中k色图的连通性,利用归纳与迭代的方法证明了对于任何k色连通图G,存在顶点V(G)的一个着色X1,X2,…,Xk,使得对该着色类中任意顶点集Xi所诱导出的Gk的子图Gk(Xi)都是连通的.从而证明了Chen,Schelp和Shreve关于k色图的连通性的一个推测.最后将所得的结论作了进一步推广.     

基于电解反应的便携式微流体泵送装置设计及其性能研究

微流体的进样和高效泵送是微流控芯片技术实现其功能的基础,目前多采用微流体注射泵实现对微量流体的输送,但与微流控芯片相比,泵体体积较大,且难于与芯片集成.本文基于电解食盐水原理,设计并开发了一种廉价的便携式微流体泵送装置,通过直流电源电解生成的气相流体产生的压力驱动2种液相流体流动,实现了对微流体的可控泵送.微泵主体结构由3D打印而成,用于微泵性能测试的PDMS微流控芯片则利用软光刻工艺加工,体积仅为数立方厘米.在5~10 V直流电压的驱动下,可实现4~12 L/min的流量,且流量与电压呈近似线性关系.利用该装置,在自主设计、加工并封装的液滴生成微流控芯片中生成了均匀的液滴,验证了该装置在微流体泵送过程中的可靠性.     

基于微流控芯片模型的渗流实验与数值模拟

基于微流控芯片加工技术，采用显微镜-微观模型实验装置，通过制作准二维微流控芯片模型来模拟多孔介质内部的骨架及孔隙结构，开展多孔介质渗流实验.通过测量芯片模型两端的压降并进行修正，计算芯片模型的渗透率.采用计算流体力学方法 (CFD)对渗流过程进行数值模拟，并与实验结果进行对比分析.结果表明：在相同条件下，相对于微柱方形排列的芯片模型，微柱错开排列的芯片模型在微观上表现为迂曲度增大，增大的幅值为5.1%～7.9%；在宏观上表现为流阻和压降更大，渗透率更低，降低的幅值为4.5%～7.4%.芯片模型渗透率不仅与内部孔隙通道结构和孔隙率有关，还与颗粒直径和颗粒排列方式相关.当模型孔隙率为0.327～0.900时，数值模拟方法所得的微流控芯片模型的渗透率与实验所测结果接近，误差为9.78%～28.43%. Kozeny-Carman (KC)公式不能准确预测实验结果，并且最大误差为73.97%.提出修正平行板间导管流（平板流）渗流公式预测准二维微流控芯片模型渗透率，预测渗透率曲线与数值模拟和实验数据具有很好的一致性.     

聚合物微流控芯片微通道模压成型分析

通过试验研究了聚合物微流控芯片微通道模压的工艺过程和工艺参数(包括模压温度、模压压力、模压时间、不同材料及卸载温度等)对微通道尺寸的影响。建立了模压工艺参数与微通道尺寸的关系,并基于黏弹性模型利用有限元方法进行了模压过程的数值仿真,仿真结果与试验结果基本吻合。本文的研究结果对完善聚合物微流控芯片设计和制作的基本理论和基本技术具有积极意义。     

DNA芯片组技术及其在解决NP问题中的应用

为了用DNA并行算法解决实际应用中的一个NP问题——图的四着色问题,基于先进的DNA计算理论、DNA芯片技术、数据库技术,提出了DNA芯片组技术的概念;通过解决一个极大平面图(包括外边界的中国地图)的四着色问题,阐述了DNA芯片组技术的具体操作步骤;对生化实验进行计算机模拟并对数据库进行分析与处理,得到了所有的可行着色方案,从而验证了DNA芯片组技术在解决NP问题中的巨大应用能力.     

新着色算法的研究

在点着色问题中，引入一种新方法，即使用补图和团覆盖的概念解决繁杂的点着色问题，它比普通的加边缩边法和纵深搜索法现为简便，在一定程度上降低了运算复杂度。该算法本身明了，既适于比较简单的图，又适用于比较复杂的图。同时，文中还给出了与团覆盖对应的独立集结构的乍法及其复杂度估算。     

一种基于信道节点的动态频谱分配算法

兼顾认知用户需求和系统运算开销,提出了以信道作为图着色顶点的动态频谱分配算法。建立了分配模型,介绍了基于图论的频谱资源分配算法,分析了该算法与已有图论算法的优劣。仿真结果表明,改进算法具有一定优越性。     

基于图论的动态频谱分配策略

针对颜色敏感图论着色频谱分配算法一般只应用于静态网络的问题,基于频谱分配的图论模型及颜色敏感图论着色频谱分配原理,提出了一种改进的最大化系统总收益规则下的动态频谱分配算法,并进行了仿真实验,对比分析了原有算法与新算法的性能.仿真结果表明,改进的算法虽然使认知网络总效益有所下降,但大幅度减少了时间开销,提高了系统的时效性.     

基于独立集划分的图着色算法

针对经典的图着色问题,在顶点集随机划分的基础上,设计了一种寻求集合个数最少的独立集划分遗传算法.运行算法获得的独立集个数即为图的色数.算法引入了模块化函数思想,采用了单向传递交叉算子.通过贪婪局部优化初始种群和杂交后代个体,使算法具有较好的收敛速度.对四个经典算例的仿真结果表明,本文提出的算法可获得问题的高质量解,是一种有潜力的算法.     

图着色问题的蚂蚁算法研究

随机蚂蚁着色算法是根据蚂蚁算法的搜索机制和反馈功能提出的解决图着色问题的新算法,继承了蚂蚁算法快速收敛以及跳出局部最优解的优良特性,结合传统图着色算法的着色思想,提出了逆序蚂蚁着色算法和贪心蚂蚁着色算法,进一步提高了求解质量,加快了收敛速度.实验结果证明了逆序蚂蚁着色算法和贪心蚂蚁着色算法的优良特性.为了合理选取蚂蚁着色算法参数,进行了大量随机图着色实验分析,得出了关键参数的最佳取值范围.     

并行图染色的无线网状网络媒体接入控制

将无线网状网络的传输调度建模为冲突图染色问题，提出了一种新颖的基于并行图染色的分布式时分多址媒体接入控制（MAC）算法。该算法充分利用无线路由器和无线骨干网的自身优势，只需要依靠网络的局部拓扑和负载信息，对无线接入网的传输调度实现全局优化。仿真结果表明，所提算法性能十分接近最优调度，并且通信开销成本非常低。     

特殊的实对称矩阵在图着色中的应用

给出一种特殊的实对称矩阵，用以表示无向简单图Ｇ，利用该矩阵的科技司，可将图的着色法，如ｐｏｗｅｌｌ法，逆序标号法用矩阵表示，使着色法简单化。     

基于 DNA 自组装的全错位排列问题模型

针对全错位排列这类NP 完全问题,提出了一种基于DNA 自组装的全错位排列问题计算模型。该模型利用了DNA分子间的自组装能力,在具体操作时只用到凝胶电泳技术,在一定程度上减少了实验误差。     

DNA计算原理、模型及进展

近几年,DNA计算是诸多学科研究的一个热点。编码与模型选择是DNA计算的核心。本文综述了DNA计算原理,讨论了目前常用计算模型及进展。