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有限差分法是求解静态场边值问题的一个非常有效的数值解法,它是将求解区域划分为有限个网格点,用一组差分方程代替原来一组微分方程.该方法求得的是近似解而不是精确解.求解区域内网格划分大小关系着计算的精确度,网格尺寸划分越小,计算精确度越高;反之,精确度越低.本文运用MATLAB语言使得有限差分法求解区域内电势分布的解法变得简单、易行,摆脱了传统方法使用C语言较复杂的缺陷.通过仿真验证了算法和程序的有效性. 相似文献
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基于我国超级计算机平台,开展了大规模并行时域有限差分法(Finite-Difference Time-DomainFDTD)的性能和应用研究。在我国首台百万亿次"魔方"超级计算机、具有国产CPU的"神威蓝光"超级计算机和当前排名世界第一的"天河二号"超级计算机上就并行FDTD方法的并行性能进行了测试,并分别突破了10000 CPU核,100000 CPU核和300000 CPU核的并行规模。在不同测试规模下,该算法的并行效率均达到了50%以上,表明了本文并行算法具有良好的可扩展性。通过仿真分析多个微带天线阵的辐射特性和某大型飞机的散射特性,表明本文方法可以在不同架构的超级计算机上对复杂电磁问题进行精确高效电磁仿真。 相似文献
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基于时域有限差分法的IBIS模型修正 总被引:1,自引:0,他引:1
针对高速电路设计中IBIS模型仿真精度较差问题,将时域有限差分算法与IBIS模型相结合。通过实验对高速PCB设计中常见的结构(完整接地面、狭缝和过孔)进行了信号完整性分析,结合时域有限差分法改进的波形、speed2000仿真波形与实际测量的波形三者之间的比较,结果表明该修正算法可以显著提高仿真模型的准确度,达到提高设计成功率,缩短研发周期,降低成本的功效。 相似文献
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脑电信号具有动态、非线性和数值高度随机的特点, 针对传统的人工神经网络模型识别脑电信号时在特征提取和识别精度方面表现出的局限性, 本研究提出了一种新的识别方法, 使用KIV模型对脑电信号进行识别. 首先, 通过仿真实验, 分析了KIV模型不同的刺激下表现出的动力学特性. 接着, 使用KIV模型分别对癫痫脑电信号和情感脑电信号进行识别, 在实验过程中不进行特征提取, 直接将多通道原始脑电信号输入到KIV模型中, 在BONN和GAMEEMO数据集上分别获得了99.50%和90.83%的识别准确率. 研究结果表明, 与现有的模型相比, KIV模型具有较好的识别脑电信号的能力, 可为脑电识别提供帮助. 相似文献
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随着许多工程领域的计算量在不断加大,就提出了并行计算技术问题。而在目前高性能计算机系统中,最广泛使用的一种标准是MPI,它已成为一种并行程序的标准。MPI的理念就是需要将问题的并行求解算法转化为特定的适合并行计算模型的并行算法。麦克斯韦旋度方程的数值分析有多种方法,但其中的时域有限差分法是一种较好的方法。在用时域有限差分法进行数值计算时,需要进行大量的数据采集与计算。在这里,采用并行的方法给予实现,提高计算速度。 相似文献
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An Efficient Finite Difference Method for The Time‐Delay Optimal Control Problems With Time‐Varying Delay
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In this paper, an efficient finite difference method is presented for the solution of time‐delay optimal control problems with time‐varying delay in the state. By using the Pontryagin's maximum principle, the original time‐delay optimal control problem is first transformed into a system of coupled two‐point boundary value problems involving both delay and advance terms. Then the derived system is converted into a system of linear algebraic equations by using a second‐order finite difference formula and a Hermite interpolation polynomial for the first‐order derivatives and delay terms, respectively. The convergence analysis of the proposed approach is provided. The new scheme is also successful for the optimal control of time‐delay systems affected by external persistent disturbances. Numerical examples are included to demonstrate the validity and applicability of the new technique. Some comparative results are included to illustrate the effectiveness of the proposed method. 相似文献
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本文基于经典壳体和理想势流理论建立圆柱壳流固耦合系统的运动方程,并引入有限差分法(FDM)对运动方程进行离散.为将壳体表面的扰动压力离散到差分网格节点,基于差分离散的原理,提出了以分段函数作为基函数的展开方法.本文对结构与压力控制方程均采用FDM方法进行求解,发展了一种基于FDM的同轴圆柱壳流固耦合求解策略.首先,利用本文方法计算了同轴圆柱壳在静态流体环境中的振动频率,并与有限元软件(ANSYS)的计算结果相比较,验证了本文方法的正确性;然后,探究了在静流体环境中同轴圆柱壳的结构参数变化对其振动频率的影响规律;最后,研究了同轴圆柱壳系统在运动流体环境中的流弹失稳问题. 相似文献
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为了提高电阻层析成像正问题计算精度,鉴于不同拓扑结构有限元模型对应的正问题计算精度不同,针对电阻层析成像有限元模型优化的特点,提出一种改进粒子群算法。新算法首先借鉴区间算法与轮盘赌选择生成粒子初始位置,并在算法迭代过程中采取改进精英策略以克服算法早熟收敛。仿真实验结果表明,新算法具有收敛速度快、精度高、稳定性好等优点,满足电阻层析成像有限元模型优化的要求,可有效提高正问题计算精度。 相似文献
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针对具有可微非线性约束的不可微非线性优化问题,分别定义一个子优化问题和相容非线性方程组求解问题,并利用相应的求解方法提供搜索方向,更新Powel方法的搜索方向,以极大地提高Powel方法的优化效率。算例表明了该方法的有效法。 相似文献
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The FDEM program package is a black-box solver for nonlinear systems of elliptic and parabolic PDEs. A FDM of arbitrary consistency order q on an unstructured basic FEM mesh is used. With the difference formula of order q+2 an error estimate is computed. A sophisticated algorithm has been developed to generate reliable difference formulae of order q on an unstructured grid. Completely new is the usage of the error estimate to determine under such general conditions for each node i its individual optimal order q(i) out of the orders 2, 4, 6. This order control tells us that higher order may be better or may not be better, depending on the character of the solution and the used mesh. 相似文献
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This paper is concerned with the numerical solution of the American option valuation problem formulated as a parabolic free boundary/initial value model. We introduce and analyze a front-tracking finite difference method and compare it with other commonly used techniques. The numerical experiments performed indicate that the front-tracking method considered is an efficient alternative for approximating simultaneously the option value and free boundary functions associated with the valuation problem. 相似文献
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This paper deals with the identification of a zone permitting fluid to leak out of a drain. Using the analogy with crack identification by boundary measurements, we give uniqueness and stability results and we propose an algorithm for the numerical solution of the problem. Since the forward problem consists of a mixed boundary value problem with a strong anisotropy, we discretize it by a mortar spectral element method. 相似文献