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PyFly：快速、友好的空气动力学模拟框架
通过了解控制动力学并可能利用特定现象，可以在设计的最初阶段增强空气动力学系统（例如航空航天飞行器、船舶、潜艇、离岸结构和风力涡轮机）的性能。控制这些系统空气动力学性能的方程可能包括非线性偏微分方程（例如 Navier-Stokes 方程）。计算机硬件和软件的最新进展使得能够使用数值模拟，从而将上述方程离散化并与稳健的数值算法集成。虽然这些高保真方法在捕捉主要物理特征方面非常有效，但它们涉及以复杂方式相互关联的多种现象，必须用大量自由度来解决。此外，使用这些工具所需的大量计算资源和时间可能会限制模拟大量配置以用于设计目的的能力。这些缺点导致需要开发简化的模拟工具，以降低计算成本，同时体现相关的物理方面和响应特性。在本文中，我们提出了一种基于非稳定涡格法 (UVLM) 的势流求解器的快速高效实现，即 PyFly 。该计算工具可用于模拟运动和变形物体（如拍打的机翼、旋转的叶片、悬索桥面和游动的鱼）的非稳定气动行为。UVLM 计算由加速度和循环现象导致的整个身体表面的压力差异产生的力。这考虑了非稳定效应，例如增加的质量力、束缚环流的增长和尾流。UVLM 仅适用于理想流体、不可压缩、无粘性和无旋流，其中分离线是先验已知的。因此，UVLM 的公式要求流体在后缘平稳离开机翼（通过施加库塔条件），并且不涵盖前缘流动分离的情况和发生强烈机翼尾流相互作用的极端情况。尽管存在所有这些限制，研究工作仍考虑使用 UVLM 设计向前和悬停飞行中的类似鸟类的扑翼 [2、3、4、5]、建模风力涡轮机 [6] 以及控制和抑制土木工程结构的振动 [7、8]。然而，易于使用的语言在性能上通常会慢几个数量级。虽然快速运行时通常是科学软件项目的目标，但我们认识到简单的用户界面也是框架使用的一个重要方面。一个理解和使用起来很复杂的高效框架不会减少工程师的解决问题的时间，尽管生成的代码执行速度很快。这两种情况都不理想。PyFly 的目标是提供一个基于 UVLM 的友好空气动力学模拟框架，该框架在计算上也是高效的。我们通过使用混合语言编程来实现这一目标。我们使用 python [9] 进行网格对象的高级管理，并使用 Fortran 来管理必须高效运行的计算内核。虽然数值方法不会因不同的应用而改变，但不同应用所提出的要求可能会变得复杂难以管理。例如，在拍打机翼的情况下，需要管理机翼及其尾流。对于对称飞行，我们还必须跟踪机翼镜像的影响。然而，在
模糊球面上三维伊辛跃迁的量子蒙特卡罗模拟
经典和量子相变中出现的临界现象因其实验相关性和理论意义而备受关注[2,3]。许多临界现象被认为可以用共形场论（CFT）来描述，这些场论具有强相互作用，对二维（即 1 + 1D）以上更高时空维度的研究提出了挑战。最近，一种称为模糊（非交换）球面正则化 [1] 的方法被发明来研究由圆柱几何上的 3D CFT 控制的 3D（即 2 + 1D）临界现象，表示为 S 2 × R 。与传统的格点正则化相比，模糊球面正则化在三维 CFT 的研究中具有许多优势，这主要归功于它在 S 2 × R 中利用了径向量化[ 4 , 5 ]以及精确保存了球面 SO ( 3 ) 对称性[ 6 , 7 ]，这一点最近已被令人信服地证明[ 1 , 8 – 11 ]。首先，模糊球面可以直接获取有关临界状态下出现的共形对称性的信息[ 1 , 10 ]。其次，它可以直接提取 CFT 的各种数据，包括共形主算子的众多缩放维度[ 1 , 10 ]、算子积展开系数[ 8 ]和四点相关器[ 9 ]。例如，可以直接从系统的激发能量计算缩放维度，并且可以使用共形扰动进一步提高其精度[12]。第三，模糊球方案适用于各种三维CFT，包括Ising[1]、O(N)Wilson-Fisher、SO(5)非禁闭相变[10]、临界规范理论[10]和缺陷CFT[11]。最后，当哈密顿量经过合理微调时，模糊球正则化表现出令人难以置信的小有限尺寸效应。模糊球正则化的这些优势为探索高效率、高精度和全面的三维CFT提供了激动人心的机会。模糊球正则化考虑了一个微观量子哈密顿量，在连续球面空间中对具有多种口味的费米子进行建模，并将费米子投影到最低球面朗道能级 [ 1 , 6 , 13 ] 。与规则晶格模型相比，模糊球模型在紫外极限下严格保持了连续旋转对称性。得益于通过微调实现的极小的有限尺寸效应，精确对角化 (ED) 和密度矩阵重正则化群 (DMRG) 方法等数值算法在研究 3D Ising CFT 和 SO ( 5 ) 解禁相变的模糊球模型时非常有效。然而，这两种算法的计算成本最终会随着系统尺寸呈指数增长。更重要的是，对于涉及大量费米子口味的情况，ED 和 DMRG 的计算成本很快就会超过实际的资源和时间限制。在这些情况下，使用随时间多项式缩放的方法（例如量子蒙特卡罗 (QMC)）来研究模糊球面上的模型将会很有帮助。本文旨在利用 3D Ising CFT 作为示例，展示 QMC 方法在研究模糊球面上的 3D CFT 中的应用。在参考文献 [ 13 , 14 ] 中可以找到有关模糊环面模型的类似讨论。与参考文献 [ 1 ] 中介绍的模糊球面 Ising 模型相比，我们在费米子中引入了一个额外的味道指数，这会导致 QMC 模拟没有符号问题。作为基准，我们提供了数值
光学集成电路PDF
算法设计：由Michael Goodrich和Roberto Tamassia撰写的算法算法算法设计的全面介绍，提供了有关计算机算法和数据结构的设计，实现和分析的现代视角。本教科书专为本科和初中算法课程而设计，为理论分析技术，设计模式和实验方法提供了全面的介绍。文本包括几个实施案例研究，并利用Internet应用程序来激励诸如哈希，分类和搜索之类的主题。算法设计专注于实用应用，为学生提供了算法技术的坚实基础，这是那些寻求对算法更全面介绍的人的理想资源。 本书提供了对计算机算法和数据结构的全面介绍。 主要目标是向学生介绍算法和数据结构的设计和分析。 本书涵盖了各种主题，例如算法设计模式，例如贪婪，分歧和动态编程；算法框架，包括NP完整性，近似算法和并行算法；以及列表，树和哈希表等数据结构。 组合算法，图形算法，几何算法，数值算法和Internet算法也涵盖在本书中。 他们还积极从事教育技术研究，特别着重于算法可视化系统和对远程学习的基础设施支持。算法设计专注于实用应用，为学生提供了算法技术的坚实基础，这是那些寻求对算法更全面介绍的人的理想资源。本书提供了对计算机算法和数据结构的全面介绍。主要目标是向学生介绍算法和数据结构的设计和分析。本书涵盖了各种主题，例如算法设计模式，例如贪婪，分歧和动态编程；算法框架，包括NP完整性，近似算法和并行算法；以及列表，树和哈希表等数据结构。组合算法，图形算法，几何算法，数值算法和Internet算法也涵盖在本书中。他们还积极从事教育技术研究，特别着重于算法可视化系统和对远程学习的基础设施支持。作者，古德里奇（Goodrich）和塔玛西亚（Tamassia）教授是数据结构和算法领域的知名研究人员，并发表了许多有关互联网计算，信息可视化，地理信息系统和计算机安全等主题的论文。作者拥有广泛的研究合作记录，并在国家科学基金会，陆军研究办公室和国防高级研究计划局赞助的几个联合项目中担任首席研究人员。Roberto Tamassia获得了博士学位。 1988年，伊利诺伊大学伊利诺伊大学的电气和计算机工程专业。他目前是计算机科学系教授，也是布朗大学几何计算中心主任。他是计算几何形状的编辑：理论和应用以及图形算法和应用杂志，并以前曾在计算机IEEE交易的编辑委员会任职。除了他的研究成就外，塔马西亚在教学方面还具有丰富的经验。自1987年以来，他一直在教授数据结构和算法课程，其中包括新生 - 学生级课程和高级课程，以这种能力获得了几项教学奖项。塔马西亚的教学风格涉及活泼的互动课堂会议，这些课程带来了数据结构和算法技术背后的直觉和见解。Tamas-Sia博士已将数据结构和算法教授为自1988年以来的入门新生课程。学生会发现主题有趣且与互联网应用程序相关。使他的教学风格与众不同的一件事是他有效地利用了互动超文本演讲，延续了布朗的“电子课堂”传统。他所教的课程精心设计的网页已被全球学生和专业人士用作参考材料。算法和与网络相关的主题，例如缓存路由，拍卖机制和爬行技术。我们发现，通过现实世界的应用介绍这些主题并激励学生学习算法可以提高他们的理解。本书提供了Java中的软件实施示例，面向实验分析的实现问题以及各种设计方法。讲师可以根据其喜好构建材料的灵活性，涵盖或跳过某些章节，因为他们认为合适。这本书是围绕算法课程进行的，具有传统算法介绍（CS7）课程或专门的Internet算法课程的可选选择。表0.1提供了一个示例，说明了如何将此材料用于每章，而表0.2提供了另一种选择。此外，该书还提供了一个全面的网站，其中包括大量资源，示例和实施问题与算法和与Internet相关的主题相关的问题。为了增强学习经验，我们提供了补充本书中主题的其他教育辅助工具。我们假设读者对基本数据结构（例如数组和链接列表）有基本的了解，并且熟悉C，C ++或Java（例如C，C ++或Java）等高级编程语言。对于学生，这些资源包括： *以四页格式的大多数主题的演示讲义 *一个有关选定作业的提示的数据库，由问题编号索引 *互动式的小程序，这些互动式小程序可以为本书的Java示例提供基本数据结构和算法 *源代码，而这本书中的Java示例特别有用，这对您的提示服务特别有用，这可能会对某些学生挑战一些学生。For instructors using this book, we offer a dedicated section of the website with additional teaching aids such as: * Solutions to selected exercises in this book * A database of additional exercises and their solutions * Presentations (one-per-page format) for most topics covered in this book Readers interested in implementing algorithms and data structures can download JDSL, the Data Structures Library in Java, from .算法在高级“伪代码”中描述，而特定的编程语言构造仅在可选的Java实现示例部分中使用。在数学背景方面，我们假设读者熟悉一年级数学的主题，包括指数，对数，求和，限制和基本概率。我们在第1章中回顾了大多数这些主题，包括指数，对数和总结，并在附录A中提供了其他有用的数学事实（包括基本概率）的总结。 Algorithm 373-376 8 Network Flow and Matching 381-412 8.1 Flows and Cuts 8.2 Maximum Flow 8.3 Maximum Bipartite Matching 8.4 Minimum-Cost Flow: 8.5 Java Example: Minimum-Cost Flow 398-412 8.6 Exercises **Part II: Internet Algorithmics** 9 Text Processing 417-444 9.1 Strings and Pattern Matching Algorithms 9.2 Tries 9.3 Text Compression 9.4 Text Similarity Testing 9.5 Exercises 10 Number Theory and Cryptography 451-508 10.1 Fundamental Algorithms Involving Numbers 10.2 Cryptographic Computations 10.3 Information Security Algorithms and Protocols 10.4 The Fast Fourier Transform 10.5 Java Example: FFT 500-508 10.6 Exercises **Target Audience** * Computer Programmers * Software Engineers * Scientists **Special Features** * Addresses数据结构和算法的实现 *涵盖了密码，FFT，并行算法和NP完整性