并行自適應(yīng)遺傳算法在材料學(xué)大數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用研究.pdf

1、大數(shù)據(jù)處理技術(shù)是近幾年來被熱議的話題，它被廣泛地應(yīng)用于物理，天文，金融及其他科學(xué)研究領(lǐng)域。近年來，大數(shù)據(jù)處理技術(shù)在材料科學(xué)領(lǐng)域也得到了有效的應(yīng)用，自2011年日本福島核電站爆炸事故之后，科學(xué)家嘗試?yán)肧iC材料作為下一代核聚變反應(yīng)堆的包殼材料，本課題的主要工作是利用改進(jìn)的遺傳算法對用于SiC材料大數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵勢能函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，使得針對SiC材料的大數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果更為準(zhǔn)確。
　　作為改進(jìn)型遺傳算法提出的理論基礎(chǔ)，本文首先介紹了遺傳算

2、法的基本原理和主要流程，對常見的編碼方式，適應(yīng)度函數(shù)構(gòu)造方式以及交叉變異方式做了詳細(xì)介紹。鑒于自適應(yīng)遺傳算法具備的諸多優(yōu)點(diǎn)，本文選用自適應(yīng)遺傳算法作為初始的改進(jìn)框架，并詳細(xì)分析了傳統(tǒng)自適應(yīng)遺傳算法的基本原理和優(yōu)缺點(diǎn)。
　　為了進(jìn)一步遏制自適應(yīng)遺傳算法存在的局部最優(yōu)化和早熟收斂問題，本文將一種適用于實(shí)數(shù)編碼的新型交叉方式引入傳統(tǒng)的自適應(yīng)遺傳算法，并對自適應(yīng)遺傳算法的調(diào)節(jié)公式加以改進(jìn)，提出一種基于算數(shù)交叉的自適應(yīng)遺傳算法，新型算法在優(yōu)

3、化效果方面比傳統(tǒng)自適應(yīng)遺傳算法有較大提高。Tersoff勢能函數(shù)是SiC材料大數(shù)據(jù)處理的核心函數(shù)，在Tersoff勢能函數(shù)中，需要優(yōu)化的參數(shù)有30個之多，為了使優(yōu)化能夠達(dá)到預(yù)期效果，就必須使用大規(guī)模種群，同時增加迭代的次數(shù)，這就帶來了算法執(zhí)行時間過長，效率低下的弊端。為了解決這一問題，本文將并行計(jì)算的思想引入到基于算數(shù)交叉的自適應(yīng)遺傳算法中，提出了一種基于算數(shù)交叉的并行自適應(yīng)遺傳算法，并利用這一算法對Tersoff勢能函數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，然