基于小波变换的图像扩散滤波方法

图像的非线性扩散滤波基于热扩散方程, 其关键是确定适当的扩散量与扩散方向. 在已有的滤波模型中, 扩散系数依赖于梯度, 因而容易受到噪声的干扰. 为了克服这一缺陷, 首先给出了一种新的计算扩散系数的多尺度方法. 然后建立了一类用于图像恢复的非线性小波扩散（NWD）模型. NWD模型有较强的抗噪能力, 但同已有的模型一样, 需要较大的计算量. 为此, 通过NWD模型的简化, 给出了线性小波扩散（LWD）模型. LWD模型由输运与扩散两部分组成. 由于存在输运, 所以其滤波是各向异性的, 能够较好地保持边缘, 尽管在边缘点处扩散是各向同性的. LWD模型的优点是简单易于分析, 具有较小的计算量. 最后给出了所提模型与已有模型相比较的数值实验结果.     

基于金属扩散连接机制动力学条件的空洞闭合模型

提出了金属扩散连接时塑性变形机制、表面源机制、界面源机制和蠕变机制作用的动力学条件;基于各种机制作用的动力学条件,导出了金属扩散连接过程中的空洞闭合模型,分析了扩散连接工艺条件对机制作用效应的影响;分析发现Ti-6Al-4V合金的扩散连接温度或压力较低、时间较短时,界面源机制起主要作用,否则,蠕变机制起主要作用,且直至扩散连接过程结束;延长扩散连接时间,表面源机制和界面机制的作用增强到一定阶段后停止,蠕变机制的作用持续增强;提高扩散连接温度或增大压力,界面源机制的作用减弱,其他机制的作用均增强.Ti-6Al-4V合金扩散连接实验结果表明,本文模型的预测值与实验值之间的最大误差为12.86%,平均误差为5.79%.     

网络蠕虫扩散中蠕虫和良性蠕虫交互过程建模与分析

良性蠕虫(Antiworm)和蠕虫(Worm)的交互过程应当被看作一个动态过程. 文中首次尝试研究良性蠕虫的引入是如何影响蠕虫的扩散过程的, 并使用常微分方程建立了一个SIAR模型来描述蠕虫和良性蠕虫的交互过程. 虽然模型是一种理想情况下的, 但它演示了蠕虫和良性蠕虫间的一些非线性交互而产生的多种不同的响应. 以Blaster/Nachi为例, 给出了对实用的良性蠕虫系统的一些设计分析. 就目前知识而言, 尚未发现有相关的模型能描述良性蠕虫在网络蠕虫扩散中的动态特征, 这是了解蠕虫和良性蠕虫交互过程的首次尝试.     

微观相场法研究镍基合金扩散通道取向效应与相间作用机制

基于微观相场动力学模型，以Ni75Al6.0V19.0合金为对象，研究了其相变过程的扩散通道取向效应及其通道形成过程中相间作用机理．研究表明：在弹性错配应力场作用下，V原子会沿着[1001方向形成扩散通道，形成沿其短轴方向生长的D022相，从而促使Al原子在相邻处也沿着相同的方向形成扩散通道，产生L12相的定向生长；应力的升高，取向效应先增强再减弱；在较大应力下，V原子的平均占位较晚达到稳定、Al原子则较早．     

拓展非平衡系统自组织理论的研究进展

本文就物理世界中的两类组织结构描述了非平衡系统中自组织现象研究在热力学与动力学方面的研究概貌，阐述了从自组织理论到复杂系统理论、从宏观系统到量子系统、从物理系统到非物理系统的自组织理论研究进展。并针对拓展非平衡系统自组织理论两个极富挑战性的研究领域－－－化学反应－扩散－传热系统及种群生长的生态系统，在建立完整的纯粹耗散系统自组织理论与种群生长含时自组织理论的探索中提出了系列具有重要研究价值与学术意义的问题与方向。     

适用于超声速湍流扩散燃烧流动的火焰面模型

为了建立适用于超声速流动的湍流扩散燃烧模型,本文首先分析了火焰面模型应用于超声速流动的物理基础,然后数值模拟了轴对称超声速射流形成的氢气/空气扩散燃烧流场,利用实验数据校正了火焰面模型中重要物理量标量耗散率的模型系数.计算结果与实验数据的对比表明,本文修正后的火焰面模型对超声速湍流扩散燃烧流动的模拟能力是令人满意的.基于火焰面模型理论以及数值模拟结果,本文首次研究了湍流脉动对平均状态方程以及化学反应源项的影响机理,得到以下结论：组分浓度和温度脉动相关项对平均状态方程影响很小;温度脉动会降低水的生成速率,但其影响较小;组分浓度脉动在接近于氧化剂一侧区域增加水的生成速率,而在另外的大部分区域会降低水的生成速率;组分浓度与温度的脉动相关作用会很大程度上降低水的生成速率.     

基于人脸运动捕捉的表情动画仿真研究

基于运动捕捉的动画仿真技术是当前计算机动画的研究热点.基于光学式运动捕捉系统,文中提出了一种新颖的基于交叉映射的人脸表情动画重构方法.针对RBF构建静态全局映射时嘴唇上下部分光标出现的伪关联问题,文中构建了基于功能分区的RBF交叉映射方法.在模型驱动过程中,提出一种皮肤运动机理计算得出增强标记点运动,基于增强标记点实现了基于人脸分区驱动的RBF插值方法,改进了基于人脸分区模型驱动的仿真效果.此外,设计了预计算算法提升了交叉映射和动画仿真过程的实时效率.实验证明该方法能够将同一演员的运动捕捉数据应用于任意不同人脸模型,针对相应模型生成逼真的人脸表情动画.     

纳米流体的格子Boltzmann模拟

纳米流体是由流体与纳米粒子组成的胶体悬浮物, 与普通固液两相流相比, 其传热性能明显增强. 悬浮在流体中的纳米粒子会受到运动阻力、Brown力、粒子间扩散力、重力等内力或外力的影响, 因而其运动规律极其复杂. 根据纳米流体中粒子和液体介质的受力关系, 建立了纳米流体的格子Boltzmann流动与传热模型, 并用于分析纳米粒子的动态分布.     

对流作用下枝晶生长行为的数值模拟

应用一个二维的改进元胞自动机(modified cellular automaton, MCA)－传输耦合模型, 对流场作用下枝晶的非对称生长行为进行了模拟研究. 模型采用MCA技术模拟枝晶的生长, 同时采用一个传输模型对流场和由对流和扩散所控制的质量传输进行数值求解. MCA考虑了热过冷、成分过冷和曲率过冷对枝晶生长的作用, 也考虑了枝晶的择优生长方向和凝固过程中的溶质再分配. 在传输模型中, 采用SIMPLE算法求解动量和质量传输的控制方程. 应用该模型模拟研究了Al-3% Cu(质量分数)合金中单枝晶和多枝晶在不同流动方向的流体作用下的生长规律. 模拟结果表明, 金属液对流对枝晶的生长形貌产生重要的影响.     

具有反应扩散的广义神经网络的稳定性

研究具有反应扩散项的Cohen-Grossberg广义神经网络模型和生态系统的平衡状况的稳定性. 在一般分离变量型Lyapunov函数的基础上，具体构造出平均Lyapunov函数，即以反应扩散区域为积分区域加上积分算子，来研究Rⁿ₊内的平衡位置在Rⁿ₊内的全局稳定性. 并给出一些构造性的代数判据. 推广和改进了现有文献中的一些结果.     

DMM:虚拟机的动态内存映射模型

内存虚拟化方法一直是虚拟机管理器设计中最重要的部分.文中提出了VMM进行内存管理的一种机制:虚拟机(VM)的动态内存映射模型,它允许VMM在虚拟机运行时,动态地改变它的物理内存与机器物理内存的映射关系.利用DMM,VMM向上能够方便地实现按需取页、页面交换、Ballooning、内存共享、copy-on-write等虚拟机高级内存管理技术,向下能够兼容多种虚拟化架构.它所提供的一种模块化的分层体系结构,能有效地将上层的内存管理策略和底层的内存虚拟化实现很好地融合起来,为实现特征可调的内存管理提供了可能.文中给出了动态内存映射模型的基本原理,并阐述了利用该模型,实现各种虚拟机内存管理技术的相应机制和步骤.同时,在一个开源的虚拟机管理器(KVM)上实现了动态内存映射机制.测试表明,该机制具有良好的灵活性和可扩展性,能够在充分保证虚拟机访问内存的性能的前提下,实现虚拟机内存的动态管理和调配.     

H原子在Mg（0001）表面的吸附与扩散性能研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,对H原子在清洁与空位缺陷Mg（0001）表面的吸附与扩散性能进行了研究.吸附能与扩散能垒的计算结果显示：H原子倾向吸附于清洁Mg（0001）表面的fcc与hcp位,其中fcc位的吸附更为有利;H原子在Mg（0001）表面扩散时,所需克服的最高扩散能垒为0.6784eV;表面结构影响H原子从Mg表面向体内扩散,表面到次表面扩散较慢,次表面至体内扩散却较快,表面结构的影响仅局限在Mg表面的顶两层;空位缺陷的存在,一方面增强了Mg（0001）表面对H原子的化学吸附能力,另一方面提供更多通道使H原子更容易实现向Mg体内进行扩散,且扩散至体内的H原子主要占据四面体的间隙位.电子态密度（DOS）的分析结果发现：相对于hcp位而言,H原子吸附于Mg（0001）表面fcc位体系,在费米能级处具有较低的电子密度N（EF）值,且在费米能级以下具有更多的成键电子数;而空位缺陷Mg（0001）表面H原子吸附能力的增强归因于空位的存在改变了Mg表面的电子结构,使表层Mg原子在低能级区的成键电子向费米能级处发生转移,从而提高了Mg表面的活性.     

低地球轨道环境中原子氧在航天器表面防护材料上的反应-扩散模型

基于过热原子氧撞击硅表面,在超薄氧化区产生低扩散垒与反应垒的部分阴性原子氧离子及其相应的电场和映像势致扩散增加等特点,通过变扩散系数及变反应率常数途径,完善Almeida-Goncalves-Baumvol（AGB）模型.据此,模拟了硅氧化膜的演化,与Tagawa等人的结果拟合显示,理论曲线与实验数据吻合;并浅析了扩散系数、反应率常数、衰减长度及调节参数等与原子氧的平动能、通量、温度以及切向通量等的相关性.模拟结果初步证实,本文构架的反应-扩散理论模型合理,可为LEO环境中抗原子氧防护膜厚度提供评估手段.     

基于子图同构的前驱三维工序模型向二维工序图映射匹配算法

为满足企业对三维工序模型的迫切需求，解决前驱三维工序模型与工序图的映射匹配问题，提出一种基于子图同构的前驱三维工序模型向二维工序图的映射匹配算法．该方法首先对三维工序模型进行投影，获取其投影图；然后分别提取工序图与投影图中的图元信息，将其表示为以图元作为节点的属性邻接图．在映射匹配过程中，将投影图表示成“大图”，工序图表示成“子图”；将前驱三维工序模型向二维工序图的映射匹配问题转化为“大图”中寻找“子图”的问题．为提高匹配效率，对属性邻接图进行分割，并且充分利用图的顶点属性对图顶点进行有效细分．实验结果表明，该算法能够实现精确的匹配，并且匹配效率能满足实际应用要求．     

面向物联网的多元标识映射模型

现有的物联网中存在多种信息标识方式,感知数据通过这些标识进行信息传输的过程中,由于标识间缺少严格的映射机制,会产生了信息追溯差,设备感控难的问题,这些问题在一定程度上限制了物联网服务的开放.因此本文以物联网四层模型为基础,综合分析各个层次中信息标识方式,并提出了异构环境下的物联网多元标识映射模型.该模型以物联网信息处理的全过程为主线,重点分析信息在采集、传输、处理和展示过程中的标识映射方式,并建立设备原始感知信息标识与IPv6地址、感知元数据与资源标识、资源标识与资源类标识、资源类标识与服务标识之间的映射方案.通过多元标识映射模型的构建,能够实现物联网信息源的可追溯性与物联网服务对感知元的更优的感控.论文最后在智慧校园原型系统上验证了本模型的可行性.     

高速铁路路堤传递地基差异沉降特性及控制限值研究

为研究高速铁路地基差异沉降在路堤中的传递扩散特性,运用有限元方法,分析了路基在小变形条件下地基差异沉降与路基面不均匀变形的映射关系,并在得到土工离心模型试验校正的基础上,讨论了地基差异沉降模式、路堤高度等因素对路基面不均匀变形的影响规律.研究表明:地基差异沉降在路堤中的扩散程度随地基差异沉降渐变段长度与路堤高度比值的增大而减小,比值大于3~5以后,地基差异沉降与路基面不均匀变形具有良好的一致性;路基面不均匀变形与地基差异沉降呈正相关性,并随路堤高度、地基差异沉降渐变段长度的增加而减小;基于路基面不均匀变形限值提出了地基差异沉降控制标准,丰富了高速铁路路基沉降变形控制技术指标体系.     

利用等离子体旋流器调控旋流扩散火焰

阐述了等离子体旋流器的设计思路，并通过实验验证利用等离子体旋流器调控旋流扩散火焰的可行性．等离子体旋流器由多对交错布置在燃烧器扩张段两侧的电极组成，通过电离空气产生活性自由基，同时能够促进空气旋流，可以起到增强燃烧稳定性作用．实验中利用平面激光诱导荧光测试系统观测到随着等离子激励功率的增强，火焰反应区逐步变宽，这表明等离子体旋流器起到了调控旋流扩散火焰的作用，等离子体旋流器的设计思路可行．     

可变翼型动态失速气动模型研究

可变翼型在提高升力、减振降噪、延缓动态失速等方面具有显著效果,已受到越来越多的关注.但是,目前还缺乏准确高效的可变翼型动态失速气动模型.本文将动态失速引起的环量加入到二维诱导流模型,并根据可变翼型的构型对ONERA动态失速模型进行改进,建立了可变翼型动态失速气动模型.该模型克服了现有方法在动态失速状态下计算精度不高、未知状态量过多及计算复杂等缺点.采用该模型,计算了后缘小翼作简谐偏转运动的可变翼型在翼型无变距运动和翼型有变距运动两种情况下的气动载荷,并把计算结果与实验结果及ONERA模型计算结果比较,验证了本文建立的可变翼型动态失速气动模型的准确性.     

直升机旋翼桨叶动态失速控制

建立了利用桨叶后缘小翼的受控运动对直升机后行桨叶动态失速进行控制的有效方法.桨叶剖面气动载荷采用Leishman-Beddoes二维非定常动态失速模型,后缘小翼剖面气动载荷采用Hariharan-Leishman二维亚音速非定常模型,建立了带后缘刚性小翼的弹性桨叶动态失速分析模型.采用气弹分析方法以及伽辽金和数值积分相合的方法,在高载高速的情况下,求旋翼系统的气弹响应.给出了后缘小翼用于控制桨叶动态失速的机理.数值分析表明,在相同的飞行条件下,后缘小翼的合理偏转,可延迟后行桨叶动态失速的发生.     

稀相气粒两相流中亚网格尺度涡对颗粒扩散影响的LES／FDF模拟

本文基于颗粒扩散率这一参数，应用LES／FDF模型对稀相气粒两相流中亚网格尺度涡对颗粒湍流扩散的影响进行了数值模拟研究．通过将使用LES／FDF模型得到的模拟结果与不使用LES／FDF模型得出的结果进行对比后，得出：对于小颗粒（小Stokes数颗粒），大涡结构是影响颗粒空间扩散的主要因素；但是对于中等粒径颗粒和大颗粒，亚网格尺度涡对于颗粒扩散率的影响与大涡处于同一数量级．亚网格尺度涡在大多数情况下会使颗粒扩散率增大，但有时也会降低颗粒扩散率．亚网格尺度下颗粒的扩散率不仅仅取决于亚网格尺度涡的强度和Stokes数，还与流场中的大尺度涡结构有关；对于各向同性湍流中的颗粒，在亚网格尺度涡的作用下，其扩散率随粒径增大而降低．