Investigation of highly efficient algorithms for solving linear equations in the discontinuous deformation analysis method

Large‐scale engineering computing using the discontinuous deformation analysis (DDA) method is time‐consuming, which hinders the application of the DDA method. The simulation result of a typical numerical example indicates that the linear equation solver is a key factor that affects the efficiency of the DDA method. In this paper, highly efficient algorithms for solving linear equations are investigated, and two modifications of the DDA programme are presented. The first modification is a linear equation solver with high efficiency. The block Jacobi (BJ) iterative method and the block conjugate gradient with Jacobi pre‐processing (Jacobi‐PCG) iterative method are introduced, and the key operations are detailed, including the matrix‐vector product and the diagonal matrix inversion. Another modification consists of a parallel linear equation solver, which is separately constructed based on the multi‐thread and CPU‐GPU heterogeneous platforms with OpenMP and CUDA, respectively. The simulation results from several numerical examples using the modified DDA programme demonstrate that the Jacobi‐PCG is a better iterative method for large‐scale engineering computing and that adoptive parallel strategies can greatly enhance computational efficiency. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

日本无针乌贼全人工养殖条件下生活史研究

自2004—2007年间对日本无针乌贼Sepiella japonica进行了室内全人工养殖。亲体经暂养、促熟、交配后,在投放的附着基上产卵。孵化水温20~26℃,盐度25.0~32.0。受精卵经17~26d破膜而出。刚孵化的幼体为浮游型,胴长约为4mm。开口饵料为动物性活饵,如枝角类、桡足类、强化卤虫。经90~120d培育达到性成熟。获得性成熟个体2万只,成活率可达60%,平均体重100g。最小性成熟个体胴体长50mm。日龄120d可产卵,产卵量300~500粒。     

基于栅格数据的流域降雨径流模型

本文在研究降雨时空分布不均匀与下垫面自然地理参数空间分布不均匀，对降雨径流过程影响的基础上，提出了一种在地理信息系统支持下的动态分布式降雨径流流域模型，实现了基于栅格的坡面产汇流与河道汇流的数值模拟，能够获得流域上任意模拟时刻任意栅格的径流量。模型视栅格为水文一致性单元，水文参数在栅格内一致，在相邻栅格间变化，采用Ｈｏｌｔａｎ模型计算下渗率，水量平衡方程和线性水库的马斯京根法进行栅格产汇流演算，模     

震源系统小震调制比（r＿m）和异常面积（Sr＿m）起伏加剧的时空特征与强震的中、短期预报

本文对强震前震源系统的调制比ｒ＿ｍ和调制比异常面积Ｓｒ＿ｍ随时间变化的起伏加剧现象进行回顾性研究，得到下列研究结果：（１）强震前近源区以及中强震前近源区大多出现调制比ｒ＿ｍ的起伏加剧，并大多在起伏频次达三次时有大震或中强震发生。（２）大多数中、强地震前ｒ＿ｍ异常面积Ｓｒ＿ｍ围绕震源区呈现由小至大、由大至小的过程，因此引入最小异常面积Ｓｒ＿（ｍｉｎ）和最大异常面积Ｓｒ＿（ｍａｘ）之比γ作为中、短期预报指标，根据统计得到异常指标［γ］如下式某些震例在震前出现异常面积Ｓｒ＿ｍ起伏的加剧过程，初步认为是震源区周围调整单元调整能力较差导致的结果。（３）ｒ＿ｍ、Ｓｒ＿ｍ起伏加剧开始时间与震级有关，震级愈大，起伏加剧出现愈早。根据半年步长逐月滑动得到的ｒ＿ｍ－Ｔ图，起伏加剧开始至发震的时间与震级Ｍ的统计，得到如下关系（Ｔ以月计）Ｍ＝４．２９＋０．１１Ｔ（４）强震前场区异常一般呈现随机异常型、波动型和衰减型三种。若场区某统计区出现ｒ＿ｍ的三次起伏加剧时，说明该统计区未来有强震发生。（５）由自治系统和非自治系统原理初步解释了震前震源区周围调整区调制比ｒ＿ｍ及调制比异常面积Ｓｒ＿ｍ起伏现象的周期特征。     

亚欧500hPa旬平均形势预报的改进及检验

利用数值预报产品，对原亚欧５００ｈＰａ旬平均形势预报方程作了改进。除对空间和时间尺度上作了改进外，在预报因子的选择上，由亚欧地区的单点相关，扩张至整个北半球的相关；并根据长波天气系统的气候地理分布和遥相关分析等方法，选择关键区作为候选因子，组建了新的形势预报方程。经检验比较，新的形势预报方程高度距平正确和长波系统位置正确率分别提高了０．１５－０．２０和０．１０。     

1994年2月16日共和5.8级地震短临预报实况

本文真实地再了１９９４年２月１６日青海共和５．８级地震前前兆异常的发展过程及对该地震的短临预报过程，同时系统地分析了前兆异常在时间，空间及种数上的分布特征。指出，在有一定前兆监测能力的地区，对一些较大地震作出一定的或成功的短临预报是有希望的。     

反射光谱技术:研究南极企鹅古生态演化的一种新方法

为探求快速、廉价、无损和同步的光谱技术在南极生态环境研究中的可能性,本文利用南极阿德雷岛的四根企鹅粪土沉积柱样品的反射光谱,通过逐步多元线性回归和主成分回归两种数学运算方法,建立了反射光谱数据与企鹅粪九种标型元素浓度之间的关系,并探讨了南极企鹅粪土沉积物光谱数据的古生态意义。结果表明:南极粪土沉积样品反射率光谱与企鹅粪九种标型元素(P、Ca、Cu、F、Ba、S、Zn、Sr、Se)含量之间存在良好的相关性,预测值与实测值之间的相关系数R都达到了0.9以上,在深度剖面上预测浓度与实测浓度具有非常一致的变化趋势;南极粪土沉积物光谱数据包含有明确的古生态变化信息,可利用主成分分析快速恢复历史时期企鹅数量演化过程。本研究结果为在偏远的南极地区开展古生态环境研究提供了一种新的快捷方法和技术途径。     

银武高速公路同心至固原段边坡面蚀试验分析

为研究高速公路边坡面蚀,选择银武高速公路同心至固原段固原立交2.5 km范围作为研究区段,根据不同公路边坡类型和防治措施设置6个观测小区,采用插钎法测定坡面的面蚀量,同时由虹吸式自记雨量计记录降雨量。分别测定和计算了降雨量、降雨历时、平均降雨强度、前期降雨量4个因子。分析结果表明,降雨对坡面面蚀的制约关系十分明显。影响面蚀量的主要降雨因子是降雨量和平均降雨强度,面蚀量与降雨量和平均降雨强度呈现极显著和显著的正相关关系,面蚀量与降雨因子中的前期降雨量呈现一定的负相关关系。采用强迫引入法,建立了面蚀量与降雨因子主成分的回归方程。     

GeoImager进行卫片几何精纠正的数据准备及作业流程

归纳了卫星影像几何精纠正的一般原理和主要步骤，并结合武汉吉奥信息工程有限公司开发的遥感制图软件Geolmager介绍了卫星影像几何精纠正的相关数据的准备及作业流程，并对实际生产作业中要注意的精度问题进行了说明。     

滇西地区中强地震的余震衰减

研究了滇西地区8次中强地震余震序列的衰减特征，得出了余震序列频度衰减符合修正的大森定律：（n）t=k/(t c)^p关系；余震衰减的快慢与大地热流值成正相关关系；强余震前中、小余震活动会出现平静或增强现象，即频度残差小于（平静）或大于（增强）其二倍方差，且持续一段时间，其后发生强余震的可能性较大。