数值计算与计算机应用

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《数值计算与计算机应用》 关注(): 期刊周期：季刊; 期刊级别：北大核心; 国内统一刊号：11-2124/TP; 国际标准刊号：1000-3266; 主办单位：中国科学院数学与系统科学研究院; 主管单位：中国科学院; 上一本期杂志：《计算物理》科技期刊论文; 下一本期杂志：《矿产勘查》地质工程师论文发表

　　【杂志简介】

　　《数值计算与计算机应用》杂志是由中国科学院数学与系统科学研究院主办的学术性刊物，季刊，国内外公开发行。

　　主要报道：在应用计算机解决各种科研或工程问题中的数学模型、计算方法、软件方法与技术诸方面所取得的创造性成果和研究性报告，并简要报道国内外重要的学术动态，以促进多种学科在数值计算及其软件的理论、方法和技术方面的交叉渗透与发展。

　　读者对象：本学科专业的科研工作者，大专院校师生以及从事计算机软件方面工作的技术人员。

　　【收录情况】

　　国家新闻出版总署收录

　　该刊被以下数据库收录：中国科学引文数据库(CSCD—2008)

　　核心期刊：中文核心期刊(2008)、中文核心期刊(2000)、中文核心期刊(1996)、中文核心期刊(1992)

　　【栏目设置】

　　设有学术论文与研究报告、综合性文章与新学科方面的介绍、新算法与软件技巧、研究简报、学术动态等栏目。

　　【投稿须知】

　　①来稿请寄一式三份计算机打印稿。

　　②文章要求论点明确、数据可靠、条理清晰、文字精练。

　　③文章内容包括：题目(中英文)、作者姓名(中文、汉语拼音)、作者单位(中英文)、摘要(包括正文和关键词)、正文、参考文献。

　　④来稿务必做到清稿定稿，一经排版，不能再做文字上的修改。

　　⑤插图请用计算机绘制。

　　⑥参考文献按文中出现先后次序编排，书写格式如下：

　　期刊：[编号]作者姓名，论文题目，刊物名称，卷号：期号(年份)，起止页码。

　　专著：[编号]作者姓名，书名，出版单位，地点，年份，起止页码。

　　本站已成功发表的论文：

　　1. Chebyshev谱-Euler混合方法求解一类非线性Burgers方程闵涛，任菊成，耿蓓，Min Tao，Ren Jucheng，Geng Bei

　　2. 独立成分分析方法在指纹提取中的应用肖世校，Xiao Shixiao

　　3. 求解周期结构中声波传播问题的一种边界元法杨正辉，王连堂，孟文辉，Yang Zhenghui，Wang Liantang，Meng Wenhui

　　4. 基于混合蚁群算法的DNA编码序列设计方法郭稳涛，何怡刚，Guo Wentao，He Yigang

　　5. 广义Nekrasov矩阵的新迭代判别法石玲玲，徐仲，陆全，周伟伟，Shi Lingling，Xu Zhong，Lu Quan，Zhou Weiwei

　　6. 角锥棱镜误差检测数学建模分析李福先，Li Fuxian

　　7. 一类大规模稀疏矩阵特征问题求解的并行算法吴洋，赵永华，纪国良，Wu Yang，Zhao Yonghua，Ji Guoliang

　　8. 二维各向同性湍流直接数值模拟的六边形谱方法及GPU实现和优化乔海军，李会元，Qiao Haijun，Li Huiyuan

　　9. Wangerin函数Snm(μ)的数值计算及数值可视化分析宋艳萍，黄华，恰汗·合孜尔，Song Yanping，Huang Hua，Qiahan.Hezier

　　10. 多矩阵变量线性矩阵方程的广义自反解的迭代算法王娇，张凯院，李书连，Wang Jiao，Zhang Kaiyuan，Li Shulian

　　11. 基于辛格式的谱元法及其在横向各向同性介质波场模拟中的应用汪文帅，李小凡，Wang Wenshuai，Li Xiaofan

　　12. 填充介质倒梯形脊波导衰减特性的有限元分析陈小强，李建兵，高原，李向葵，Chen Xiaoqiang，Li Jianbing，Gao Yuan，Li Xiangkui

　　电子机械工程期刊投稿：基于STM32的中老年人跌倒监测装置研究

　　摘要：基于STM32单片机的跌倒监测装置可实现对中老年人的跌倒检测、自动报警、人体生理数据的采集和人体生理健康的监测。文章设计了一种基于STM32的可穿戴的中老年人跌倒检测装置。根据人体跌倒时的角加速度的变化及角度倾斜，用MEMS传感器进行姿态监测;利用人跌倒时血压变化，采用PTT方法进行跌倒的辅助判定以及生理健康监测。该设计成本较低，技术实现相对较为容易，易于实现对目标群体的跌倒检测及健康监测。

　　关键词：电子机械工程期刊,STM32单片机,跌倒检测,自动报警,生理数据采集,生理健康监测

　　众所周知，我国社会正逐渐步入老龄化，老年人口抚养比不断提高，老年人保健的重要性日益凸显，同时许多子女选择异地工作和生活，导致了大量老年人空巢。于是，老年人的安全监护成了一个突出的社会性问题。随着年纪增长，老年人身体机能下降并伴随多种老年性疾病，使之在日常生活中更容易跌倒，所以老年人特别是独居老人发生跌倒能否得到及时救助是至关重要的，而解决此问题的核心技术便是跌倒检测技术。又因老年性疾病多与血压等生理信号有关，故对老年人的生理信号检测达到对跌倒检测的辅助判定以及相关生理健康监测亦为重要。基于对中老人跌倒判定、生理健康监测的目的，本文介绍一种基于STM32的老人跌倒检测装置。该装置能较为精确地对目标群体实施跌倒检测与健康监测，实时将用户的心率，体温等通过无线方式推送至微信平台以及GSM平台，便于尽快进行医疗救援呼叫。此装置设计成本较低，实现技术较为容易，易于实现对目标群体的跌倒检测及健康监测。

　　数值计算与计算机应用最新期刊目录

航空轮胎帘线增强橡胶复合材料数学建模————作者：白建涛;郭会强;王斌;霍富昌;单瑞彤;卢宇源;左文杰;张然;

摘要：航空轮胎是决定飞机起降安全的关键部件,被誉为轮胎工业“皇冠上的明珠”.航空轮胎设计是我国的“卡脖子”技术难题,亟待突破航空轮胎结构数学建模与CAE工业软件开发.航空轮胎结构主要由帘线增强橡胶复合材料构成,需要满足复杂的服役工况.因此,本文开展了航空轮胎帘线增强橡胶复合材料数学建模方法的研究,针对复合材料变形特点,提出了帘线增强橡胶复合材料建模方法,建立了帘线与橡胶结构的内埋约束关系.推导了橡胶结构...

拼接误差可控的扫掠曲面生成算法————作者：王帅;刘浩;刘秀平;吴梦;

摘要：扫掠曲面生成是计算机辅助几何设计(Computer-Aided Design,CAD)领域中的关键技术,在工程设计等领域有着广泛应用.针对此问题,本文首先给出了与给定B样条曲面几何拼接的单轨和双轨扫掠基础算法,然后提出了一种拼接误差可控的扫掠曲面生成算法,随后将这些算法生成的曲面与商业软件Catia和Rhino得到的结果进行了对比分析.在本文拼接误差可控的扫掠曲面生成算法中,首先对给定曲面边界进行...

晶体管级电路仿真的硬件加速技术————作者：周振亚;左成杰;胡然;程明厚;张进宇;刘强;何晓峰;

摘要：随着工艺的演进和电路集成度的提高,电路仿真的规模不断扩大,仿真验证时间也随之延长.传统硬件架构在性能提升方面的局限性,给设计工程师带来了巨大的挑战.近年来,因人工智能的发展,通用图形处理单元(GPGPU)得到了快速的发展,其算力和访存带宽都远超同时代的CPU,也为电路仿真提供了加速的新机遇.本文将探讨模拟电路和射频电路仿真所对应的数学模型及工业界常用的求解算法,分析在异构仿真环境中面临的机遇与挑战...

北太天元的探索之路————作者：李迪;周金钢;

摘要：本文主要介绍了数值计算的相关发展历程,以及现有的数值计算软件的发展和应用.此外,本文介绍了国产计算软件北太天元的发展历程、主要功能介绍、软件开发的困难和重要性,并对未来国产数值软件的发展进行讨论

基于计算机符号计算的非线性浅水波动力学性质模拟与研究————作者：周成成;

摘要：随着计算机科学和信息技术的发展，计算机符号计算为复杂计算和数值模拟提供了一种高效的方法和手段。基于计算机符号计算，本文研究一类（2+1）维广义变系数浅水波方程，描述非线性浅水波的动力学特性与非线性作用机制。在Hirota双线性算子的框架下，推导了（2+1）维广义变系数浅水波方程双线性形式，进而将非线性问题转化为双线性问题，实现了问题的可解性。通过运用符号计算软件求解双线性方程，给出了孤子解的表达式...

病态线性方程组的支持向量机算法————作者：孙远航;蒋泉;周志东;

摘要：基于机器学习的支持向量机(SVM)算法，提出了一种求解病态线性方程组的数值算法．将线性方程组的求解转化为寻求高维空间中的超平面回归问题，分别通过经典SVM和最小二乘SVM回归算法得到病态线性方程组的数值解．由于SVM的求解算法是凸二次优化问题，相较于其他神经网络算法，具有全局唯一解，能够得到误差较小的数值解．数值算例结果表明，该算法获得的数值结果具有较好的精度和稳定性

声子导热玻尔兹曼输运方程的格子方法求解研究————作者：黄宇峰;侯超峰;葛蔚;

摘要：格子玻尔兹曼方法是求解玻尔兹曼输运方程的高效算法，在流体流动、声子导热等领域已深入应用。本文针对声子导热的格子玻尔兹曼方法，基于我们提出的声子弛豫时间有效校正模型，设计了具有不同对称性和离散速度数量的格子模型，通过宏观尺度的热输运过程验证了算法和程序的正确性。进而研究了格子模型的对称性和离散速度数量对纳微尺度方腔热输运模拟的影响。结果表明，仅提高格子模型的对称性无法有效克服模拟过程的非物理温度跃迁...

反问题的量子计算方法————作者：王彦飞;文玺翔;

摘要：反问题的研究在多个领域中均展现出了重要的价值和广泛的应用前景。然而，地球物理学中的反问题由于其固有的复杂性和不确定性，始终是一个极具挑战性的课题。近年来，量子计算技术的迅速发展和应用为这一难题的解决提供了新的可能性。基于目前流行的两种量子计算范式，本文首先提出了一种利用量子退火的迭代反演算法。该算法结合了量子退火的全局搜索能力和迭代反演的局部优化特性。通过线性和非线性层析成像实验,本文提出的算法可...

《数值计算与计算机应用》征稿简则

摘要：<正>《数值计算与计算机应用》是由中国科学院数学与系统科学研究院主办的学术性刊物,创刊于1980年,季刊,国内外公开发行。本刊主要刊登应用计算机解决各种科学和工程问题的数学模型、计算方法、软件技术和重大数值模拟实践等方面所取得的创造性成果和研究报告。期刊宗旨在于促进多种学科在数值计算及其软件的理论、方法和技术方面的交叉渗透与发展

基于最优运输理论和TV-正则项的图像去噪模型————作者：黄维佳;黄忠亿;杨文莉;

摘要：本文提出了一个基于最优运输理论中的对偶Lipschitz范数和TV-正则项的新去噪模型,说明了对偶Lipschitz范数和Meyer所提的适用于卡通纹理分解问题的G-范数的联系.该模型可以通过一个凸泛函分别关于两个变量交替最优化来求解,本文基于求解Wasserstein距离和ROF模型的方法设计了数值算法.本文证明了所提算法的收敛性,并且分析了模型最小值点的存在性和唯一性.最后,本文通过数值试验比...

一种求解二维Helmholtz方程的并行高精度算法————作者：包甜甜;冯秀芳;

摘要：本文采用混合型紧致有限差分方法建立了一种新的求解二维Helmholtz方程的高精度混合型紧致有限差分格式.针对串行算法在求解大波数Helmholtz方程时效率低下的问题,我们在Linux集群系统上基于MPI环境提出了并行高阶混合型紧致有限差分算法.截断误差分析表明本文构造的格式具有六阶精度.数值实验结果表明,本文提出的方法在处理变波数和大波数Helmholtz方程问题时均能达到理论上的六阶精度.此...

基于PFNN-2的偏微分方程参数反演————作者：张博;盛海龙;杨超;

摘要：近年来,将人工神经网络用于求解偏微分方程正反问题的研究发展迅速.在正问题求解上,基于神经网络的Pe nalty-Free Neural Network-2 （PFNN-2）方法可精确逼近问题的初始与本质边界条件,放松对解的光滑性要求,实现比较理想的求解精度（Sheng and Yang,CiCP,2022）^[1].在本文中,将结合PFNN-2的特点,将其扩展至偏微分方程参数反...

约束凸二次优化问题投影类算法的步长松弛策略————作者：刘凯泉;韩德仁;

摘要：投影类算法是一种求解大规模约束优化问题的重要方法,尤其在到约束集合的正交投影容易实现的情况下.在投影方法中,步长的选择对收敛速度有重要影响.然而,理论上的“最优”步长往往在实践场景中表现不佳.已有文献指出,在无约束优化中对最优步长采用一些松弛策略可以对最速下降方法起到加速效果.基于这种见解,本文将这些松弛策略拓展到约束凸二次优化中的投影算法,包括基本格式的投影算法和“预测-校正”型投影算法,得到相...

二维分数次Legendre小波求解变时间分数阶微分方程————作者：周凤英;张嘉堃;黄英杰;

摘要：基于二维分数次Legendre小波(FOLWs),本文提出了一种求解变时间分数阶微分方程的数值方法.在Riemann-Liouville (R-L)变分数阶积分意义下,利用单位阶跃函数和正则化β函数导出了FOLWs的变分数阶积分公式.基于广义分数次Taylor展开,研究了二维FOLWs展开的误差估计.通过FOLWs的变分数阶积分公式以及有效的配置法,变时间分数阶微分方程离散化为代数方程组.然后,分...

基于相场模型的3D打印设计-优化-仿真一体化研究————作者：夏青;余倩;李义宝;

摘要：制件设计(“数字化”),性能优化(“优化化”),工艺仿真(“仿真化”)是3D打印过程的三个重要模块.“数字化”是指将设计图纸/预加工实物,通过图像/视频/扫描等处理手段,转化为可编辑的数字化制件.“优化化”是指在数字化的制件上施加力学,热学等物理场约束,提高制件性能.“仿真化”是指根据优化化的制件模拟真实制造场景的物理工况,进行加工过程中的物理化学变化的数字仿真和孪生建模仿真.本研究旨在介绍基于相...

求解相容线性方程组的贪婪块Kaczmarz方法————作者：孙超;郭晓霞;

摘要：本文首先针对文献[14]中的贪婪Kaczmarz (GK)方法提出了一个新的收敛定理;其次,为了提高求解相容线性方程组的效率,基于GK方法的贪婪策略提出了一种新的贪婪块Kaczmarz(RDBK)方法,并给出了RDBK方法的收敛定理;最后,数值实验表明RDBK方法在迭代步数和计算时间方面均显著优于GK方法

KdV方程的保能量组合高阶紧致格式————作者：王剑东 ;孔令华 ;许巧梦 ;郭花城 ;

摘要：本文为KdV方程设计了一个组合高阶紧致方法,该方法同时紧致地计算了一阶和三阶空间导数,克服了传统高阶紧致方法的许多不足.对KdV方程在空间上采用组合高阶紧致格式离散,时间上用Crank-Nicolson格式并结合外推方法进行逼近,同时利用投影方法以得到一个全离散保能量格式.最后,数值实验验证了格式的收敛精度、计算效率和保能量性态

一类基于偏微分方程的遥感图像盲去噪去模糊算法————作者：温馨;李峰;隋鹏;邹永魁;

摘要：从模糊且含有噪声的图像中重建清晰图像是一个典型的病态问题,当模糊核是未知的时候需要同时重构模糊核和图像,这样的盲去噪去模糊问题受到学术界的广泛关注.利用变分方法,我们对遥感图像盲去噪去模糊问题建立了偏微分方程组模型,然后结合交替方向法和差分方法构造了全离散数值格式,用于求解未知核函数和清晰图像.通过数值实验分析了参数的选择对图像处理效果的影响,并确定了合理的参数.最后针对若干遥感图像进行了数值实验...

《数值计算与计算机应用》征稿简则

裂缝多孔介质流模型研究进展————作者：李瑞;王宝华;李巧云;吴淑红;

摘要：页岩/致密油气藏等非常规油气藏的储层介质为典型的多尺度空间:既具有纳微米级的基质孔隙,又具有微米-厘米级的天然裂缝,以及大规模压裂所产生的米级到百米级的人工裂缝.本文针对裂缝多孔介质,介绍基质、天然裂缝、宏观裂缝及大尺度缝洞中的流体耦合流动数学模型

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