动态格点搜索的改进算法用于团簇结构快速优化

结合高效的动态格点搜索(DLS)算法与扰动操作(Perturbation Operation)提出一种新的改进方法(DLS-PO),用于确定团簇的最低能量结构。针对一个特定构型,DLS算法总能给出其对应搜索空间的最规则结构。然而,一次失败的DLS优化将消耗大量的运算资源。为此,采取原子移动和结构旋转的扰动操作成功地改变了构型,再结合后续的DLS操作,提高了优化效率。将该算法用于原子数高达309的Lennard-Jones团簇及100原子NP-B函数铝团簇的结构优化。优化结果显示相比于DLS算法,DLS-PO算法更为高效。     

格点量子色动力学组态产生和胶球测量的大规模并行及性能优化

格点量子色动力学（Lattice Quantum Chromo Dynamics,LQCD）是目前已知能系统研究夸克及胶子间低能强相互作用的非微扰计算方法.计算结果的统计和系统误差原则上都是可控的,并能逐步减少.基于格点QCD的基本原理,更大的格子体积意味着可以计算更大空间的物理过程,并且可以对空间进行更加精细的划分,从而得到更加精确的结果.因而大体系的格点计算对QCD理论研究有着重要意义,但对程序计算性能提出了更高要求.本文针对格点QCD组态生成和胶球测量的基本程序,进行了其大规模并行分析和性能优化的研究.基于格点QCD模拟采用的blocking和even-odd算法,我们设计了基于MPI和OpenMP的并行化算法,同时设计优化数据通信模块：针对复矩阵的矩阵乘等数值计算,提出了向量化的计算优化方法：针对组态文件输出瓶颈,提出了并行输出组态文件的实施方法.模拟程序分别在Intel KNL和“天河2号”超级计算机x86_64队列进行了测试分析,证实了相应的优化措施的有效性,并进行了相应的并行计算效率分析,最大测试规模达到了1728个节点（即41472 CPU核）.     

基于动态随机搜索和佳点集构造的改进粒子群优化算法

针对粒子群优化算法局部搜索能力不足和易出现早熟收敛的问题,提出一种基于动态随机搜索和佳点集构造的改进粒子群优化算法。该算法通过引入动态随机搜索技术,对种群当前最优位置进行局部搜索;采用佳点集构造对陷入早熟收敛的种群重新初始化;引入负梯度方向直线搜索来加速算法寻优。仿真实验结果表明,与标准粒子群优化(SPSO)算法和耗散粒子群优化(DPSO)算法比较, 提出的改进算法具有快速的收敛能力而且能有效地跳出局部最优, 优化性能得到明显提高。     

CMORPH对青藏高原地区夏季降水的模拟精度研究与修正

利用青藏高原77个地面台站的2003年~2009年夏季(6月~9月)的降水资料,对月尺度和年尺度上CMORPH(Climate Prediction Center morphing)多卫星降水数据的精度进行研究,并引入Sokol模型对年尺度上的CMORPH数据进行修正,旨在为基于卫星降水数据的青藏高原地区气候、水文等方面的研究提供科学依据。研究结果表明:1CMORPH数据对青藏高原降水的时间变化趋势和空间变化趋势的模拟精度较低,且存在明显的时空不稳定性。2不同时间尺度的CMORPH数据在青藏高原东南部的模拟精度要高于其他地区,而喜马拉雅山脉北麓以及青藏高原东北部的模拟精度最低。3CMORPH年数据存在明显的高值高估、低值低估的现象,其模拟值与误差之间的相关系数均在0.53以上。4经过Sokol模型修正后,CMORPH年数据均方根误差明显降低,而相关系数均有不同程度的提高,表明该模型能够提高CMORPH数据对青藏高原地区降水的模拟精度。     

Monitoring lake level changes on the Tibetan Plateau using ICESat altimetry data (2003-2009)

In this study, ICESat altimetry data are used to provide precise lake elevations of the Tibetan Plateau (TP) during the period of 2003-2009. Among the 261 lakes examined ICESat data are available on 111 lakes: 74 lakes with ICESat footprints for 4-7 years and 37 lakes with footprints for 1-3 years. This is the first time that precise lake elevation data are provided for the 111 lakes. Those ICESat elevation data can be used as baselines for future changes in lake levels as well as for changes during the 2003-2009 period. It is found that in the 74 lakes (56 salt lakes) examined, 62 (i.e. 84%) of all lakes and 50 (i.e. 89%) of the salt lakes show tendency of lake level increase. The mean lake water level increase rate is 0.23 m/year for the 56 salt lakes and 0.27 m/year for the 50 salt lakes of water level increase. The largest lake level increase rate (0.80 m/year) found in this study is the lake Cedo Caka. The 74 lakes are grouped into four subareas based on geographical locations and change tendencies in lake levels. Three of the four subareas show increased lake levels. The mean lake level change rates for subareas I, II, III, IV, and the entire TP are 0.12, 0.26, 0.19, −0.11, and 0.2 m/year, respectively. These recent increases in lake level, particularly for a high percentage of salt lakes, supports accelerated glacier melting due to global warming as the most likely cause.