【雜志簡介】

　　《數值計算與計算機應用》雜志是由中國科學院數學與系統科學研究院主辦的學術性刊物， 季刊，國內外公開發行。

　　主要報道：在應用計算機解決各種科研或工程問題中的數學模型、計算方法、軟件方法與技術諸方面所取得的創造性成果和研究性報告，并簡要報道國內外重要的學術動態，以促進多種學科在數值計算及其軟件的理論、方法和技術方面的交叉滲透與發展。

　　讀者對象： 本學科專業的科研工作者，大專院校師生以及從事計算機軟件方面工作的技術人員。

　　【收錄情況】

　　國家新聞出版總署收錄

　　該刊被以下數據庫收錄：中國科學引文數據庫(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)

　　【欄目設置】

　　設有學術論文與研究報告、綜合性文章與新學科方面的介紹、新算法與軟件技巧、研究簡報、學術動態等欄目。

　　【投稿須知】

　　①來稿請寄一式三份計算機打印稿。

　　②文章要求論點明確、數據可靠、條理清晰、文字精練。

　　③文章內容包括：題目(中英文)、作者姓名(中文、漢語拼音)、作者單位(中英文)、摘要(包括正文和關鍵詞)、正文、參考文獻。

　　④來稿務必做到清稿定稿，一經排版，不能再做文字上的修改。

　　⑤插圖請用計算機繪制。

　　⑥參考文獻按文中出現先后次序編排，書寫格式如下：

　　期刊：[編號]作者姓名，論文題目，刊物名稱，卷號：期號(年份)，起止頁碼。

　　專著：[編號]作者姓名，書名，出版單位，地點，年份，起止頁碼。

　　本站已成功發表的論文：

　　1. Chebyshev譜-Euler混合方法求解一類非線性Burgers方程 閔濤，任菊成，耿蓓，Min Tao，Ren Jucheng，Geng Bei

　　2. 獨立成分分析方法在指紋提取中的應用 肖世校，Xiao Shixiao

　　3. 求解周期結構中聲波傳播問題的一種邊界元法 楊正輝，王連堂，孟文輝，Yang Zhenghui，Wang Liantang，Meng Wenhui

　　4. 基于混合蟻群算法的DNA編碼序列設計方法 郭穩濤，何怡剛，Guo Wentao，He Yigang

　　5. 廣義Nekrasov矩陣的新迭代判別法 石玲玲，徐仲，陸全，周偉偉，Shi Lingling，Xu Zhong，Lu Quan，Zhou Weiwei

　　6. 角錐棱鏡誤差檢測數學建模分析 李福先，Li Fuxian

　　7. 一類大規模稀疏矩陣特征問題求解的并行算法 吳洋，趙永華，紀國良，Wu Yang，Zhao Yonghua，Ji Guoliang

　　8. 二維各向同性湍流直接數值模擬的六邊形譜方法及GPU實現和優化 喬海軍，李會元，Qiao Haijun，Li Huiyuan

　　9. Wangerin函數Snm(μ)的數值計算及數值可視化分析 宋艷萍，黃華，恰汗·合孜爾，Song Yanping，Huang Hua，Qiahan.Hezier

　　10. 多矩陣變量線性矩陣方程的廣義自反解的迭代算法 王嬌，張凱院，李書連，Wang Jiao，Zhang Kaiyuan，Li Shulian

　　11. 基于辛格式的譜元法及其在橫向各向同性介質波場模擬中的應用 汪文帥，李小凡，Wang Wenshuai，Li Xiaofan

　　12. 填充介質倒梯形脊波導衰減特性的有限元分析 陳小強，李建兵，高原，李向葵，Chen Xiaoqiang，Li Jianbing，Gao Yuan，Li Xiangkui

　　電子機械工程期刊投稿：基于STM32的中老年人跌倒監測裝置研究

　　摘要：基于STM32單片機的跌倒監測裝置可實現對中老年人的跌倒檢測、自動報警、人體生理數據的采集和人體生理健康的監測。文章設計了一種基于STM32的可穿戴的中老年人跌倒檢測裝置。根據人體跌倒時的角加速度的變化及角度傾斜，用MEMS傳感器進行姿態監測;利用人跌倒時血壓變化，采用PTT方法進行跌倒的輔助判定以及生理健康監測。該設計成本較低，技術實現相對較為容易，易于實現對目標群體的跌倒檢測及健康監測。

　　關鍵詞：電子機械工程期刊,STM32單片機,跌倒檢測,自動報警,生理數據采集,生理健康監測

　　眾所周知，我國社會正逐漸步入老齡化，老年人口撫養比不斷提高，老年人保健的重要性日益凸顯，同時許多子女選擇異地工作和生活，導致了大量老年人空巢。于是，老年人的安全監護成了一個突出的社會性問題。隨著年紀增長，老年人身體機能下降并伴隨多種老年性疾病，使之在日常生活中更容易跌倒，所以老年人特別是獨居老人發生跌倒能否得到及時救助是至關重要的，而解決此問題的核心技術便是跌倒檢測技術。又因老年性疾病多與血壓等生理信號有關，故對老年人的生理信號檢測達到對跌倒檢測的輔助判定以及相關生理健康監測亦為重要。基于對中老人跌倒判定、生理健康監測的目的，本文介紹一種基于STM32的老人跌倒檢測裝置。該裝置能較為精確地對目標群體實施跌倒檢測與健康監測，實時將用戶的心率，體溫等通過無線方式推送至微信平臺以及GSM平臺，便于盡快進行醫療救援呼叫。此裝置設計成本較低，實現技術較為容易，易于實現對目標群體的跌倒檢測及健康監測。

　　數值計算與計算機應用最新期刊目錄

無界區域上分數階微分方程多解的高精度數值計算方法

摘要：本文主要研究無界區域上非線性分數階微分方程多解問題的數值求解方法.首先,針對一維無界區域上的分數階微分方程,基于積分型分數階導數定義,構造了離散分數階Laplace算子的廣義Hermite譜配置方法,并通過數值實驗驗證了該格式的精度.接著,引入Nehair流形輔助的基于虛擬幾何對象的極小極大算法,以加快算法收斂速度并獲得方程的多個解.針對二維無界區域情形,構造了廣義Hermite譜配置方法離散二維...

一個新的免偽逆貪婪塊Kaczmarz方法

摘要：Kaczmarz方法是目前求解大型線性系統最有效的算法之一.自1937年由Stefan Kaczmarz提出以來,很多學者對其進行了改進和推廣.為了避免求逆,Zhang在文中^[22]中提出了一種免偽逆的塊Kaczmarz算法.本文在此基礎上,結合FGBK方法選取指標集的貪婪策略,設計了一種新的系數矩陣選取工作行的貪婪規則,提出了一種新的免偽逆塊Kaczmarz方法（NFGBK...

一類大型線性系統的雙參數交替迭代法

摘要：本文研究科學計算中出現的大型線性系統（A+γUU^T）x=b的數值方法.將此類線性系統的單參數交替迭代法推廣至雙參數交替迭代法,給出了雙參數交替迭代法的迭代格式,證明了算法的收斂性,并給出了雙參數的選取策略.數值實驗表明,雙參數交替迭代法在收斂速度方面優于單參數交替迭代法

含內層的奇異攝動二維拋物型對流-擴散問題的自適應移動網格算法

摘要：針對具有非光滑對流系數和源項的奇異攝動二維拋物型對流-擴散問題,本文分別采用迎風有限差分和交替方向隱式方法進行時空離散化.通過引入單元交替方向二次空間插值技術,推導出全離散格式在最大范數下的一階后驗誤差估計,并結合等分布原理設計了相應的移動網格算法.數值實驗表明所提出的算法針對擴散項系數具有一階一致收斂性

Poisson方程源辨識問題的數值算法研究

摘要：本文研究了Poisson方程的源辨識問題.根據邊界上的柯西數據,尋找重構算法探測物體內部的源項.本論文的目標是探測隱藏源的位置、大小和形狀.由于該問題是病態的,所以需要采用正則化技術來獲得正則化解.數值算例表明本文提出的算法是有效的

帶科氏力淺水波方程的保平衡型高階WCNS格式

摘要：帶科氏力淺水波方程是地球物理流體力學中模擬大規模海洋和大氣環流現象的數學模型,其高階保平衡數值方法的構造具有重要意義.本文首先引入科氏力原函數將科氏力項轉化為底部地勢項,再通過源項分裂使源項在平衡狀態下與通量導數形成一一對應,最后修正數值通量,并在非線性重構過程中對守恒量、底部地勢和科氏力原函數采用相同的非線性重構算子,構造了具有五階空間精度的保平衡型WCNS格式.理論分析證明了格式能精確保持一維...

一個新的松弛慣性算法求解非單調包含問題

摘要：利用松弛與慣性技術,本文提出了一類新的松弛慣性算法求解非單調包含問題,在適當的條件下證明了算法所產生序列的收斂性并建立了非漸進O(1/k^1/2)收斂率以及線性收斂率.數值實驗表明新提出的算法的收斂速度優于已有的廣義近似點算法

多維標度中一類正交性個體差異標度模型的矩陣序列外推加速算法

摘要：多維標度分析是通過將高維空間的主體對象映射到低維空間且仍保持對象之間的距離關系,進而反映原始主體對象之間真實結構的一種降維技術.個體差異標度模型(INDSCAL)是在多維度標度分析的基礎上發展起來的,其更關注主體在結構中的相互差異.本文研究一類正交性INDSCAL (O-INDSCAL)模型擬合問題,其可數學歸納為列正交和非負對角約束下的一類多變量矩陣最小二乘問題.本文將向量序列加速中的極小多項式...

含有直線狹縫多連通區域到三種正則狹縫域的共形映射計算法

摘要：本文基于模擬電荷法提出了從含直線狹縫的有界多連通區域到3種正則狹縫域的共形映射計算法.首先,利用預映射函數對直線狹縫進行展開,并將含有直線狹縫的有界多連通區域映射到直線,螺旋,圓盤螺旋的正則狹縫域中.在此基礎上,利用Dirichlet邊界條件建立了相應的約束方程組,并且針對約束方程組中的病態矩陣,提出利用LU分解作為預處理的穩定雙共軛梯度(LU-BiCGSTAB)法求解模擬電荷,從而提高了共形映射...

求解Sylvester共軛轉置四元數矩陣方程的梯度迭代算法

摘要：四元數因其獨特的結構,在信號處理、彩色圖像處理和人臉識別等多個領域得到了廣泛應用.為求解Sylvester共軛轉置四元數矩陣方程AXB+CX^HD=E,提出了四元數梯度迭代（Quaternion Gradient-based Iterative,QGI）算法及其改進形式,即四元數修正梯度迭代（Quaternion Modified Gradient-based Iterativ...

求解一維Stefan問題的線性化差分格式

摘要：針對一維Stefan問題,基于Landau變換和二階顯式外推技術,構造了一類在時間和空間方向上均具有二階精度的線性化有限差分格式,并采用離散能量法和凍結系數法證明了格式的唯一可解性和穩定性,數值實驗結果和理論分析一致

求解亮孤子動力學的兩類高階數值格式

摘要：本文研究了非線性薛定諤方程（NLSE）在亮孤子情況下的高階數值求解方法.我們采用Dirichlet邊界條件對亮孤子方程進行截斷,并利用緊致差分格式進行空間離散,結合CrankNicolson方法和IMEX Runge-Kutta方法進行時間離散,分別構造了具有O（τ²+h⁴）和O（τ⁴+h⁴）精度的數值格式.數...

一類分布階時間-空間分數階擴散方程源項識別反問題

摘要：本文基于終端數據,辨識分布階時間-空間分數擴散方程中的空間源項.首先,建立正問題解的存在性和唯一性,并利用正問題解的正則性,證明了反問題解的唯一性.隨后,利用Tikhonov正則化方法將反問題轉化為變分問題,并采用最優攝動方法求解該變分問題的最小值,從而獲得僅依賴于空間相關源項的近似解,在迭代過程中求解正問題時采用矩陣變換技術結合有限差分算法.最后,給出了一維和二維情況下的數值算例,驗證了該算法在...

基于卷積神經網絡的WENO格式

摘要：本文提出了一種基于卷積神經網絡(CNN)的WENO格式,旨在通過機器學習技術優化WENO格式中的非線性權重,從而提高數值模擬的精度和魯棒性,記為WENO-CNN.傳統的WENO-JS格式通過加權組合不同的重構多項式來處理間斷問題,為了使權重適應各種流動情況,WENO-CNN在指示的壞單元處采用卷積神經網絡來預測權重,使其能夠根據流場的特征動態調整權重,提高了數值模擬在強間斷和復雜流動中的表現.本文...

基于Powell重啟策略的黎曼混合共軛梯度算法

摘要：基于Liu和Li^[9]在歐幾里得空間中提出的混合Liu-Storey-Dai-Yuan （HLSDY）方法,本文借助收縮映射和向量傳輸映射將其推廣至黎曼流形,提出了新的黎曼Liu-Storey-Dai-Yuan（RLSDY）方法.該方法結合Powell重啟條件,確保了搜索方向的充分下降性,并在黎曼強Wolfe線搜索條件下證明了算法的全局收斂性.數值實驗表明,該方法在求解經典黎...

面向上皮細胞軌跡重構的改進JVC匹配算法

摘要：針對活體延時顯微成像中上皮細胞軌跡重構所面臨的高密度分布、形態顯著變化以及細胞數量動態不平衡等關鍵挑戰,本文對Jonker-Volgenant-Castanon(JVC)匹配算法進行了面向上皮細胞場景的改進.利用主成分分析法系統分析不同細胞特征的抗干擾能力,構建了以質心歐氏距離為核心的代價矩陣,有效降低了形態相似性對匹配結果的干擾.同時,引入針對細胞入界、出界及凋亡等動態事件的懲罰與過濾機制,對不...

自適應加權的魯棒稀疏主成分分析

摘要：主成分分析(PCA)是最經典且應用廣泛的降維方法,在處理含有噪聲或異常值的數據集時可能無法準確捕捉數據的本質結構.本文提出一種自適應加權的魯棒稀疏主成分分析方法,融合非凸懲罰函數與廣義均值的特性,誘導主成分的稀疏性,讓主成分更加聚焦于少數幾個關鍵變量,提升其可解釋性.同時,運用廣義均值有效降低PCA對噪聲和異常值的敏感度,確保主成分提取過程的穩健性.使用交替方向乘子法實現問題的求解,并證明了算法的...

Lotka-Volterra種群模型的一個高階保正格式

摘要：提出了一種用于求解Lotka-Volterra競爭擴散模型的高階緊致保正有限差分格式.該方案采用四階緊致有限差分方法對空間導數進行離散,并通過能量估計方法,系統分析了格式的穩定性與收斂性.需特別闡明:本研究未對所建格式的保正性作先驗假設,而是在穩定性與收斂性理論推導前,嚴格證明了該格式在適當時間步長約束下能夠達到自然保正,為后續理論分析奠定了基礎.數值實驗結果表明,該格式具備四階精度,且能準確模擬...

光譜解混中的深度最小體積約束非負矩陣分解算法

摘要：非負矩陣分解應用于高光譜遙感圖像的光譜解混工作時,分解結果不穩定.本文針對解混中端元矩陣(基矩陣)的列向量存在弱線性相關性的問題,提出了帶擾動的最小體積約束非負矩陣分解模型.同時引入多層結構,設計了深度最小體積約束非負矩陣分解算法.數值結果表明,擾動項的引入有效避免了算法在奇異精度工作,且多層分解算法較之單層分解算法獲取的端元光譜信息更加精確.本研究為端元光譜相似的光譜解混問題提供了有效的解決策略...

正則長波方程的任意高階能量守恒算法

摘要：基于二次輔助變量方法,本文對正則長波方程建立了一種新的任意高階能量守恒算法.首先,利用二次輔助變量方法將原方程改寫成具有二次能量泛函的等價系統.然后,利用傅里葉擬譜方法進行空間離散,辛Runge-Kutta方法進行時間離散,得到能量守恒的全離散格式.在初值連續的條件下,該格式能夠精確保持原始能量守恒,而不僅僅是滿足修正的能量守恒律.在空間方向上,可以達到譜精度;在時間方向上,基于Gauss節點的s...

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