DAE问题求解软件包中的结构指标约减算法失效与修复技术研究

批准号:
61170325
项目类别:
面上项目
资助金额:
54.0 万元
负责人:
曹建文
依托单位:
学科分类:
F0214.新型计算及其应用基础
结题年份:
2015
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
吴学凇、郑艳梅、张卫星、曾艳、张慧荣
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中文摘要
复杂系统多领域统一建模中,基于Modelica的协同设计仿真平台, 采用了支持数学方程的、非因果的、基于图形组件的建模手段,实现了视觉上的所见即所得,给工程设计人员带来极大便利,却将巨大困难推向DAE问题求解器,最终形成高指标的DAE,耦合方程数目达到数百上千。.与基于微分指标的DAE求解相比,基于结构指标的DAE求解是一类快速算法,它基于拟阵,通过图论手段,消除问题奇性,将大的DAE系统约简为小的、低指标的、可求解的四类DAE系统之一,算法实现的关键在于高指标的稳定约简。.基于结构指标的约简算法不满足V&V质量规范,小概率地导致求解的失效。问题的解决,需要采用组合松弛理论与算法实现,涉及到应用数学、计算机软件与理论、高性能计算等领域的交叉。本项目意图就结构指标约简算法的失效问题,从检测与修复层面进行算法研究和程序实现,最终为仿真工业领域推出健壮的、高效的DAE通用算法求解器数值软件包。
英文摘要
我们在“DAE问题高效求解数学算法库”的研制过程中发现,主流的基于结构指标约简的DAE问题高效求解器,小概率情况下在结构指标约简某个程序分支存在breakdown现象,它的根本原因在于结构指标约简的失效。在本基金的执行过程中,我们解决了结构指标约简失效的问题,使得基于结构指标约简的DAE问题求解库具有健壮性,同时又不失其固有的高效性,为基于Modelica语言的建模仿真平台提供稳定的高效求解器。.在本基金的执行过程中,我们所研究的内容主要有:结构指标约简中的失效检测方法,包括最小奇异子集的检测、结构指标的计算、结构指标与微分指标的比较等研究;结构指标约简中的失效修复方法,包括组合松弛理论、秩约束条件、矩阵求秩算法、组合松弛修复算法的研究;DAE问题的高性能求解器的实现,包括数值计算软件包的分析、指标约简功能模块的分解与集成、指标约简失效检测与修复模块的集成、ODE求解功能模块的分解与集成、四类可求解的特殊形式DAE子系统求解模块、迭代算法与预处理模块、高指标DAE问题求解器的搭建等。.在本基金的执行过程中,我们获得的结果主要有:针对结构指标约简失效的检测和修复,进行了理论分析,给出了一套失效检测和修复的算法框架;针对结构指标约简失效的检测和修复,进行了算法设计和程序实现;将结构指标约简失效检测与修复功能集成至高指标DAE问题求解器,获得了一套健壮的、高效的、基于结构指标约简的高指标DAE求解的程序实现代码。.基于图形化建模的Modelica语言是多领域建模仿真技术的主流之一,尤其在工业4.0时代,它是未来发展的主流技术。复杂系统经过Modelica语言建模之后,通常被描述为一个高指标的DAE。主流的DAE求解方法是采用结构指标约简算法将高指标的DAE约简成为可直接求解的DAE,再进行数值求解,但是传统的结构指标约简算法存在小概率的约简失效问题。本基金解决了该约简失效问题,形成了健壮的、高效的DAE问题求解器,可能在基于Modelica的大规模建模仿真相关领域中具有潜在的重要意义与应用价值。.
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Algorithms of Finite Difference for Pricing American Options under Fractional Diffusion Models
分数扩散模型下美式期权定价的有限差分算法
DOI:--
发表时间:2014
期刊:Mathematical Problems in Engineering
影响因子:--
作者:Chen, Yanqing;Chen, Yanqing;Cao, Jianwen;Cao, Jianwen
通讯作者:Cao, Jianwen
DOI:10.1260/1748-3018.8.2.219
发表时间:2014-06
期刊:Journal of Algorithms and Computational Technology
影响因子:0.9
作者:Yan Zeng;Xuesong Wu;Jianwen Cao
通讯作者:Yan Zeng;Xuesong Wu;Jianwen Cao
DOI:--
发表时间:2014
期刊:数值计算与计算机应用
影响因子:--
作者:席钧;席钧;曹建文;曹建文
通讯作者:曹建文
DOI:10.1260/1748-3018.9.3.233
发表时间:2015-09
期刊:Journal of Algorithms and Computational Technology
影响因子:0.9
作者:曾艳;吴学凇;曹建文
通讯作者:曹建文
面向新模型的深度神经网络求解器的共性组件关键技术研究:算法与性能提升
- 批准号:61876175
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:16.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:曹建文
- 依托单位:
基于 PDE 特性的特征值计算新型计算模式研究
- 批准号:91530109
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:25.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:曹建文
- 依托单位:
基于 PDE 特性的特征值计算新型计算模式研究
- 批准号:91230109
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:70.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:曹建文
- 依托单位:
大规模科学计算中差分方程组的预处理方法
- 批准号:10776035
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:34.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:曹建文
- 依托单位:
国内基金
海外基金
