【数值分析】是数学的一个重要分支,主要研究如何用计算机处理和近似解决数学问题,特别是在处理无穷维或高维度空间中的问题时。本大作业是针对北航学生的一次数值分析实践,目的是求解一个501x501的实对称带状矩阵的特征值及相关性质。 我们要理解中提到的算法设计: 1. **初始化与幂法(Power Method)**:给定501x501的矩阵A,初始求出最大模的特征值λ1。接着使用原点平移法,将矩阵平移到λ1,求出新矩阵的最大模特征值λ501。如果λ1<λ501,则λ1和λ501就是所需的最大和最小特征值,否则交换它们的位置。这个过程基于幂法,它是一种迭代方法,通过不断乘以矩阵来逼近最大特征值。 2. **Doolittle分解与反幂法(Inverse Power Method)**:对经过平移的矩阵应用Doolittle分解,解决边界问题后,使用反幂法求解按模最小的特征值λs。Doolittle分解是LU分解的一种,将矩阵A分解为L和U两个下三角矩阵的乘积,有助于求解线性方程组。反幂法是求解小特征值的有效手段,通过迭代逐步减小矩阵与单位矩阵的差距。 3. **条件数与谱范数**:计算矩阵A的条件数Cond(A)²,它是矩阵A的范数与其逆矩阵的范数之积,反映了计算的稳定性。同时,计算最大特征值与最小特征值绝对值的比值,可以了解矩阵的谱范围。 4. **行列式与特征值的计算**:通过Doolittle分解,可以直接得到矩阵A的行列式det(A),因为|A| = |L| * |U| = |U|。此外,使用带位移的反幂法连续计算39个最接近mu(k)的特征值。 在【源代码】部分,我们可以看到用C语言实现这些算法的函数: - `assign()`函数负责初始化矩阵A的压缩矩阵C,给出具体的数值。 - `powerMethod()`函数执行幂法计算最大模的特征值。 - `inversePowerMethod()`函数执行反幂法求解最小模的特征值。 - `doolittle()`函数实现Doolittle分解。 - `det_A()`函数计算矩阵A的行列式。 整个作业的重点在于理解和应用数值线性代数中的概念,如特征值的计算、矩阵分解和稳定性分析。这些知识不仅在理论研究中有重要意义,在工程和科学计算中也广泛应用于数据分析、模拟和优化问题。通过这样的实践作业,学生能深入理解数值方法的实际操作及其在解决复杂问题中的作用。
2025-10-30 20:11:32 122KB 数值分析 计算实习
1
内容概要:本文详细介绍了如何利用Excel进行电力系统的标幺化计算。首先,通过设定合理的基准值(如电压、电流、功率等),确保计算的准确性。接着,文章展示了如何使用Excel公式和条件格式来自动化计算过程,包括处理溢出风险、控制数据精度以及将浮点数转换为定点数。此外,文中还提供了多个实用技巧,如防止除零错误、优化定点化处理、设置高精度模式等。最后,文章强调了标幺化在电力系统中的重要性,并提供了一些实战经验和常见错误的解决方案。 适合人群:从事电力系统设计、维护及相关研究的技术人员,尤其是对Excel有一定基础的工程师。 使用场景及目标:适用于需要频繁进行标幺化计算的工作环境,帮助用户快速、准确地完成复杂的电力系统计算任务,提高工作效率并减少人为错误。 其他说明:文章不仅讲解了具体的Excel操作方法,还分享了许多实践经验,使得读者能够更好地理解和应用标幺化计算的概念和技术。
2025-10-30 15:35:11 308KB
1
《全站仪任意网测量2023》控制网平差新型软件主要功能介绍 杨浩 摘要 《全站仪任意网测量2023》软件系统可以平差处理所有迄今为止的60多种控制网,及其附加已知条件、秩亏网、拟稳网、稳健估计、岭估计、概算、抵偿投影变形、粗差处理、三角高程网等,有这一款软件就足够了。本软件是工作过程高度AI智能化的,很多工作及高难度逻辑已不再需要用户考虑,因此软件界面少,使用简单,只要提交外业原始观测数据文件将自动化识别控制网类型进行平差处理并给出各种表格化总体成果报告,省事省心省力。手机、电脑打开闪速工作网( www.ldcmm.com )即可使用,方便快捷。 另外,本软件尤其适应于困难的控制测量定点工作。用户只要掌握对每一个未知点的平面独立观测条件不少于2个即可,这使得外业工作很省心。 本软件有可运行范例供试用。 利用本软件系统还可以建立“工程定位系统(Engineering Position System,简称EPS)”。 关键词:控制网,测量平差 主要功能 《全站仪任意网测量2023》软件系统实现了AI技术,并使得测量平差工作高度AI智能化。即,本软件系统不仅解决专业问题,更重要的是实现了整个
2025-10-30 13:50:44 387KB 人工智能 平差计算
1
内容概要:本文详细介绍了如何使用COMSOL进行光学领域的复杂现象模拟,特别是针对BICs(连续谱中的束缚态)的操作。主要内容涵盖三个方面:首先是能带计算,通过构建周期性光子晶体结构并在频域中求解,获取不同频率下的本征模式,从而绘制能带图;其次是品质因子计算,基于损耗功率和储能,通过频域线宽法和时域衰减法计算Q因子;最后是远场偏振箭头绘制,利用远场计算模块展示光在远场区域的偏振分布。每个步骤均配有详细的代码示例和避坑指南,确保用户能够顺利实施仿真。 适合人群:从事光子晶体或超表面研究的研究人员和技术人员,尤其是那些希望深入了解BICs特性和仿真的专业人士。 使用场景及目标:①用于科研项目中精确模拟光子晶体和超表面的光学特性;②辅助设计特定频率响应的光学器件;③提高对BICs的理解及其在高灵敏度传感器等应用中的潜力。 其他说明:文中还提供了配套视频教程,帮助用户更好地理解和实践每一个操作环节。此外,强调了在实际操作中应注意的问题,如参数化扫描的精度、模式追踪的功能启用、Q因子计算的方法选择等。
2025-10-29 22:28:06 246KB COMSOL
1
脉冲涡流检测仿真模型的快速精准计算及其实时引导教学流程,脉冲涡流仿真:模型建立与深度检测实验解析及精确计算指导手册,图1:脉冲涡流检测三维仿真模型 图2:脉冲涡流检测激励信号 图3:脉冲涡流检出电信信号 图4:脉冲涡流针对缺陷不同深度扫描检出电信信号 图5:脉冲涡流对缺陷不同深度扫描检出电压信号局部放大图 图6:脉冲涡流磁通密度模 整个模型扫描计算时间1分30秒,速度更快,检出结果更精确 附言:有远程指导,直至指导自己能够建立模型,解决是所有疑难杂症,最后自己完成脉冲涡流仿真 ,核心关键词:脉冲涡流、仿真模型、检测、激励信号、检出电信信号、深度扫描、检出电压信号、磁通密度模、计算时间、远程指导。,脉冲涡流仿真模型与检出信号研究
2025-10-27 20:16:06 541KB 数据结构
1
基于Lumerical FDTD仿真的不对称光栅衍射效率研究与复现多级次案例,Lumerical FDTD模拟研究:复现不对称光栅多级衍射效率的精确计算与解析,Lumerical FDTD复现不对称光栅不同级的衍射效率 ,Lumerical FDTD; 复现; 不对称光栅; 衍射效率; 不同级,Lumerical FDTD模拟复现不对称光栅衍射效率研究 在光子学研究中,不对称光栅的衍射效率研究一直是前沿科学领域关注的重点之一。由于不对称光栅的复杂几何结构和衍射特性,理论解析存在一定的难度,这使得通过数值仿真方法来研究和预测不对称光栅的衍射效率变得尤为重要。Lumerical FDTD(时域有限差分法)作为一种先进的仿真工具,能够在频域内模拟和分析光波与光栅相互作用的物理过程,进而获得精确的衍射效率计算结果。 不对称光栅在光学器件中扮演着关键角色,例如在光谱仪、光学传感器和光学通讯设备中。这些器件的性能很大程度上取决于光栅衍射效率的优化。因此,精确计算和复现不对称光栅的多级衍射效率,对于指导实际光栅设计和制造具有重大意义。 Lumerical FDTD模拟研究不仅能够复现不对称光栅的衍射效率,还能解析光栅的物理特性,如光波与光栅相互作用的细节,从而帮助研究者深入理解光栅的衍射机制。通过调整光栅的结构参数,如栅线宽度、深度以及栅线间距,研究者可以优化光栅的衍射性能,实现特定的光学功能。 此外,基于Lumerical FDTD仿真的研究还能够帮助实验物理学家在进行实际测量之前预估可能的结果,并对实验设计进行指导。这种理论与实验相结合的方法,不仅提高了研究效率,也加深了对物理现象的理解。 从文件名称列表中可以看出,这些文档涵盖了不对称光栅衍射效率研究的多个方面,包括引言、理论分析、模拟仿真和应用研究等。这些材料对于研究人员深入探究不对称光栅的物理性能、设计优化以及在不同光学系统中的应用具有重要的参考价值。 文件列表中还包含了一个图像文件“1.jpg”,它可能提供了对不对称光栅结构或仿真结果的直观展示,这对于理解研究内容和结果具有辅助作用。而其他文档则包含了大量的理论分析和仿真数据,为深入研究提供了基础数据和分析框架。 Lumerical FDTD仿真在不对称光栅衍射效率研究中扮演着重要角色,它不仅能够精确复现光栅的多级衍射效率,还能够帮助研究人员在理论上深化对光栅物理特性的理解,并指导实际应用的设计与优化。这份工作对于推动光学技术的进步、开发新型光学器件具有重要的科学价值和应用前景。
2025-10-25 14:47:17 829KB scss
1
内容概要:本文介绍了一种计算光子晶体陈数(Chern Number)的联合仿真与数据处理方法,通过COMSOL Multiphysics软件模拟光子晶体结构并计算其本征电磁场,随后导出场数据至MATLAB平台进行后处理,利用自定义算法程序提取波矢、频率及场分布信息,进而实现陈数的数值计算。文中以旋磁介质为例,参考已有文献中的MATLAB代码框架,展示了从数据导入、关键参数提取到陈数函数计算的完整流程,强调了拓扑物理量在光子晶体研究中的重要性。 适合人群:具备COMSOL建模基础和MATLAB编程能力,从事光子晶体、拓扑光子学或计算物理相关研究的研究生、科研人员及工程师。 使用场景及目标:①研究光子晶体的拓扑能带结构;②计算具有非平凡拓扑特性的光子系统陈数;③实现多物理场仿真与数值分析的协同工作流程。 阅读建议:使用者应熟悉COMSOL的本征模求解器与数据导出格式,并掌握MATLAB中矩阵运算与数值积分方法,建议结合文中提及的开源代码链接进行调试与验证,以提升计算准确性与效率。
2025-10-23 20:36:10 836KB
1
利用Comsol计算光子晶体陈数(Chern Number)的方法及Matlab数据处理程序.pdf
2025-10-23 20:34:08 65KB
1
BMS模块Simulink开发基于算法,基于Simulink开发的BMS算法:包含SOC计算、故障处理与状态监测的充放电控制策略图解,BMS Simulink 所有算法基于Simulink开发 BMS算法包括:SOC计算,故障处理,模组状态监测,充放电控制 图一:Simulink模型 图二:Stateflow逻辑转 图三:充电状态 图四:放电状态 图五:交付内容 ,BMS; Simulink开发; 算法; SOC计算; 故障处理; 模组状态监测; 充放电控制; Simulink模型; Stateflow逻辑; 充电状态; 放电状态; 交付内容,BMS算法在Simulink中:监控与控制协同技术解析
2025-10-23 09:30:26 1.99MB ajax
1
"基于COMSOL模型的干热岩与超临界二氧化碳开采增强型地热系统模型研究:热流固耦合与高鲁棒性计算",COMSOL模型,地热模型,干热岩模型 超临界二氧化碳开采增强型地热系统地热模型 CO2-EGS,热流固耦合 模型收敛性好,可以根据自己的需求自由修改,计算速度快,鲁棒性好。 ,COMSOL模型; 地热模型; 干热岩模型; 超临界二氧化碳开采; 增强型地热系统; CO2-EGS; 热流固耦合; 模型收敛性好; 计算速度快; 鲁棒性好。,多尺度COMSOL地热及干热岩热流固耦合模型 在当前能源领域,地热能源作为一种清洁、可再生的自然资源,其开发和利用受到了广泛关注。尤其是随着增强型地热系统(Enhanced Geothermal Systems, EGS)技术的发展,人类对地热资源的开发能力得到了显著提高。而在众多EGS技术中,超临界二氧化碳(CO2)作为工作流体的CO2-EGS技术,以其高效热能转换和环保优势,成为了研究的热点。COMSOL Multiphysics是一款强大的多物理场模拟软件,它能够模拟热流固耦合等问题,为研究超临界二氧化碳开采干热岩地热能提供了重要的模拟工具。 本研究以COMSOL模型为基础,重点研究了干热岩与超临界二氧化碳相结合的增强型地热系统模型。在该系统中,超临界二氧化碳作为热交换介质,通过循环抽取地下的热能,并通过地面热交换设备转化为可用的热能或电能。研究中涉及了热流固耦合过程,即考虑了热能、流体流动和岩石应力变形的相互作用,这对于确保系统长期稳定运行至关重要。 研究成果表明,基于COMSOL模型的模拟计算具有良好的收敛性和高鲁棒性,这意味着模型能够快速而准确地响应不同工况的变化,并具有较强的容错能力。此外,模型的自由修改性使得研究人员可以根据实际需求调整参数和边界条件,从而获得更为精确的模拟结果。 探索地热能源模型与增强型地热系统的奇妙之旅涉及了对地热资源的分布、特性及开发技术的深入了解。模型地热模型与干热岩模型超临界二氧化碳开的研究,不仅涉及到地热资源的地质特性,还包括了对超临界二氧化碳流体特性的研究。这些研究工作为地热能源的高效开发提供了理论基础和技术支持。 在对地热能源模型与增强型地热系统的深入探索过程中,研究者们面临着多尺度问题的挑战。多尺度模型能够描述从宏观岩体尺度到微观裂隙尺度的不同物理过程,这对于准确模拟地热系统的复杂行为至关重要。因此,本研究中提到的多尺度COMSOL地热及干热岩热流固耦合模型能够为这一挑战提供解决方案,帮助研究者更好地理解地热系统的动态变化和响应。 通过这份研究,我们可以看到地热能源开发技术的无限可能性。科技领域对于地热能源模型和增强型地热系统的探究,不仅仅是对现有资源的开发,更是对未来能源科技的拓展。通过模型地热模型干热岩模型超临界二氧化碳的深入研究,我们能够更好地掌握地热资源的分布和特性,开发出更加高效和环境友好的地热能技术。 本研究通过COMSOL模型对干热岩与超临界二氧化碳相结合的增强型地热系统进行了深入探讨,涉及热流固耦合、多尺度模拟等关键技术问题。研究结果不仅加深了我们对地热能开发技术的理解,还为未来地热能源的高效和环保开发提供了重要的理论依据和技术支持。随着计算技术的不断进步和地热能源开发技术的持续创新,我们有理由相信地热能源将在未来的能源结构中占据更加重要的位置。
2025-10-21 11:44:25 1.37MB kind
1