模拟细菌菌落进化过程的群体智能算法

针对常规群体智能算法缺乏进化能力,存在易于陷入早熟收敛的不足,将问题的解空间视为细菌培养液,在其中放置单个或少量细菌个体,模拟细菌菌落的生长进化过程,提出一种新的群体智能算法.该算法本身具有进化机制,并且能够自然结束,从而为优化算法提出了一种新的结束准则.通过仿真实验验证了算法的有效性,同时仿真实验结果还表明通过简单改进,算法可以达到全局最优.     

自然场景的SAR图像模拟

自然场景高低起伏变换的不确定性和各种介质随机分布的特点,是实现合成孔径雷达图像快速模拟的难点问题。提出一种合成孔径雷达图像模拟的方法,根据一处真实自然地表的DEM数据构造出整个仿真场景模型,利用一种统计经验公式计算得到场景中各介质的RCS值。建立了合成孔径雷达回波信号的表达式,在此基础之上完成了对场景的合成孔径雷达图像模拟,得到了较为理想的结果。     

基于格子Boltzmann方法的建筑自然通风仿真

为了研究建筑内自然通风条件下的气流流动规律和预测气流分布状况,在建筑流场低速不可压假设下,构建建筑自然通风的格子Boltzmann二维仿真计算模型,把整个建筑流场分为室内区域和室外区域;对于低雷诺数情况,提出了基于D2G9的建筑流场LBM仿真模型;对于高雷诺数建筑流场,提出了建筑流场LBM-LES仿真模型;对建筑平直墙壁用反弹格式,而对于弯曲墙壁采用曲边界格式。最后使用该方法分别计算雷诺数Re=500和Re=5000自然通风建筑流场的气流分布,并把该模拟结果和Fluent 6.1软件模拟结果进行了对比分析,证明该方法是一种行之有效的建筑流场仿真方法。     

一种改进的复合K分布杂波仿真方法

针对目前复合K分布杂波仿真中没有考虑线性滤波器物理可实现性的问题,首先深入研究了该杂波模型的统计特性及其ZMNL仿真方法;在此基础上,引入最小相位特性与复倒谱技术,提出了一种物理可实现的滤波器产生方法,同时详细阐述了物理可实现复合K分布杂波随机序列产生的流程;最后,进行了仿真实验,仿真结果证明了该方法的准确性和有效性。该方法产生的杂波可用于雷达信号模拟、雷达图像分析及雷达最优信号处理器的设计。     

基于纸的物理建模的水墨画扩散效果仿真

为了更真实地模拟中国水墨画的独特艺术效果，提出了一种全新的基于物理建模的仿真方法。该方法构造了一个可控的物理纸模型以模拟宣纸，再在该模型上进行水墨扩散过程的模拟运行，以实现真实水墨画扩散效果的仿真。通过对宣纸纤维分布随机性的模拟，该方法成功地实现了“粒状现象”和不规则扩散边缘的仿真；并且还能控制致密度、吸水性以及纸纹理以模拟各式各样的宣纸。实验表明，该方法达到了十分自然逼真的仿真效果。     

空空导弹仿真结果动态一致性检验方法

仿真结果的动态一致性检验是空空导弹仿真系统可信性评估中的热点和难点,也是空空导弹试验鉴定的重要保证,因此,必须对其进行检验.首先,提出了空空导弹仿真结果动态一致性检验方法,该方法可以在没有说明具体分布形式情况下给出一致性检验拒绝域,并且对空空导弹仿真数据没有任何限制,即对平稳和非平稳的数据序列均适用,并且不需要对数据进行预处理,提高空空导弹仿真结果动态一致性检验的可信程度,该检验方法是一种定量的检验方法.工程应用结果表明,该方法能够很好地对空空导弹仿真结果和实测结果之间的动态一致性进行检验.     

基片集成波导槽阵列天线的仿真研究

提出了一种介质谐振器加载的基片集成波导槽阵列天线结构,并给出了简单、快速的设计方法.通过Ansoft HFSS仿真软件进一步优化,可得到性能优良的天线设计结果.利用所给设计方法具体设计了一种K波段圆柱形介质谐振器加载的四元横向槽阵列天线,仿真计算结果表明该天线具有大约450MHz的-10dB回波损耗带宽, 最大增益为11.8dB,且辐射效率达92%.     

MATLAB/Simulink在模拟电路故障诊断中的应用

提出了运用MATLAB/Simulink对模拟电路进行仿真,再通过MATLAB神经网络工具箱运用神经网络方法对模拟电路进行诊断的一种新方法.介绍了MATLAB/Simulink在模拟电路仿真中的基本运用,最后,给出了仿真实例,实验证明该方法能较好的弥补其他方法在模拟电路诊断中的不足.     

综合海洋战场环境分布交互仿真系统研究

针对传统的武器作战分布交互仿真系统中,仿真实体之间通常直接进行数据交互的方式的弊端,提出将仿真实体的动态信息经过声传播模型的计算转换为其他实体传感器的输入信号序列,再经过信号处理过程,从而实现信息传递的仿真方法,并设计了基于该方法的分布交互仿真系统.该系统充分考虑了海洋环境与作战武器实体之间的信息交互及其相互影响,给出了仿真统计结果以及与其他仿真方法的比较,验证了系统的有效性.     

相控阵靶标雷达天线副瓣辐射特性模拟新方法

提出一种修正的配相公式,可以在只调节配相值而不改变每个阵元辐射强度的前提下形成多波束,从而实现丰富的天线波瓣形状,逼真的模拟相控阵靶标雷达天线副瓣的辐射起伏特性.根据该配相方法进行了MATLAB仿真,仿真结果验证了方法的正确性.并且,该配相方法已经在某相控阵靶标雷达研制中得到应用.     

Isogeometric Analysis-Based Topological Optimization for Heterogeneous Parametric Porous Structures

Porous structures widely exist in nature and artifacts, which can be exploited to reduce structural weight and material usage or improve damage tolerance and energy absorption. In this study,the authors develop an approach to design optimized porous structures with Triply Periodic Minimal Surfaces(TPMSs) in the framework of isogeometric analysis(IGA)-based topological optimization.In the developed method, by controlling the density distribution, the designed porous structures can achieve the opt...     

石油污染组分在包气带土壤中运移的数值仿真模型及应用

基于多孔介质流体力学和溶质动力学理论，建立了石油组分在土壤包气带内传输的数值仿真模型，初步探讨了石油组分苯和正戊烷在土壤中的迁移归宿及在水相和气相中质量分配，预测预报石油污染物泄漏后在包气带内迁移转化的动态及过程。仿真结果表明：苯和正戊烷在水相和气相中的浓度分布规律几乎相同，随着时间的延长，污染面积和范围逐渐增大，并且释放在水相、气相中正戊烷的质量大于苯的质量。这不仅对于定量化研究有机污染物在地下环境系统中迁移归宿，环境质量评价及污染预测、预报与污染防治提供科学的理论根据与途径，而且可为地下环境系统中石油组分的质量监测以及地下水资源的开发利用和科学管理提供技术支持。     

基于复杂网络理论的配电网节点脆弱度评估

配电网中节点脆弱性的大小是其结构鲁棒性的重要体现,为实现对配电网节点脆弱度的评估,提出对配电网节点脆弱度大小排序的方法。首先,构建配电网的复杂网络加权模型;其次,针对节点脆弱度评估中的度值、介数、凝聚度和紧密度等几个指标,结合主观和客观两方面信息构建描述各指标重要性的权重;最后,提出综合逼近理想排序(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution,TOPSIS)和灰色关联度的方法,实现对配电网节点脆弱度大小的排序。对几种典型的中压配电网进行计算,验证了本文方法的可行性,对IEEE123系统分析,结果表明多指标综合评估较单一指标评估更符合配网的实际特点。     

基于渗流力学的水墨画仿真研究

宣纸建模和水墨运移机理建模是水墨画仿真研究中的关键问题。提出了一种考虑宣纸厚度对水墨画成画效果影响且质量可控的有效厚度宣纸模型,并在此模型的基础上将渗流力学的理论引入水墨在宣纸中的运移规律的研究,通过对水墨效果成因物理规律的探究达到对水墨效果的仿真。仿真结果表明建立在该理论上的水墨运移模型能够针对不同质量的宣纸及水墨浓度的变化给出令人满意的仿真效果图。     

填埋气体运移过程的多场耦合模型及仿真分析

随着大型垃圾填埋场的建立，垃圾所赋存的地质环境(渗流场、应力场和温度场)之间的相互影响作用已不容忽视。基于多孔介质渗流力学-热力学理论，建立了垃圾填埋气体运移过程的多场耦合模型，并给出了模型的有限元格式，并通过编制的程序对温度作用影响下垃圾污染气体压力分布规律进行了数值可视化仿真分析。结果表明：温度对于填埋气体运移有较大的影响，耦合作用不能忽略。这不仅为定量化预测预报垃圾气体在填埋场中的扩散状况以及污染气体的排放和收集、防止二次污染提供了可靠的理论依据，而且对于生态环境的保护和垃圾资源化的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。     

西气东输走廊"资源-经济-环境"集成发展系统仿真研究

以西气东输管线气站为节点,建立了地下开发资源、地面拉动经济、空中减轻污染三个空间层次的集成仿真系统。仿真系统由流动模型、消费模型、环境模型和经济模型四部分组成。其中,流动模型是基础,它通过地下渗流模拟、地面管线流动模拟、空中污染物传质扩散模拟进行流量分析,再经过消费模型和环境模型,可得到污染物排放程度及空间分布。经济模型计算了由开发效益、环境效益和社会效益组合而成的综合经济效益,实现了西气东输走廊的资源、经济、环境的有机集成。最后,本文以西气东输终点的长江三角洲为例进行了计算,得出西气东输在资源、环境与经济上可取得的良好效果。     

三周期极小曲面多孔材料渗透率尺度特性研究

三周期极小曲面（triply periodic minimal surface, TPMS）在多孔材料设计中的应用日益广泛，但其渗透性能的尺度特性缺乏研究。以4种常用的TPMS单元作为研究对象，在介绍其数学模型及孔隙率控制方法的基础上，建立基于CFD（computational fluid dynamics）的仿真分析模型；对不同孔隙率的TPMS单元和立方多孔结构进行数值仿真分析，明确了其尺度和渗透率之间定量关联规律，即在所选的尺度范围内，各类TPMS单元和立方多孔结构的渗透率是尺度的二次函数。对于TPMS多孔材料渗透性的设计，研究成果可以为TPMS单元类型和尺度的选择提供仿真方法支撑。     

前景理论下的末端物流干扰管理方法研究

针对末端物流配送过程中可能出现的配送时间窗更改、送货地址变化等动态扰动问题,提出了基于前景理论的价值函数度量策略和基于量子理论的多目标优化求解方法.首先,对末端物流干扰管理问题进行了描述;然后,为度量用户对货物期待的心理感知度,建立了末端物流配送干扰管理模型,并设计了基于前景理论的价值函数曲线和扰动度量策略;在此基础上,为优化干扰管理模型和寻求用户满意度、配送成本以及配送效率等多目标优化问题的较优解,提出了一种融入量子理论的改进细菌觅食方法;最后,将所提出的方法与已经存在的经典算法进行比较,验证了该方法的可行性和有效性.     

石油微观渗流数值模拟实验

应用基于骨架隐曲面造型技术，构造了一种抽象的孔隙空间模型，在此基础上运用系统模拟技术开发了一个石油微观运移数值模拟实验平台，用于模拟和展示石油在饱含水孔隙介质中的运移过程，并验证了以浮力为主要运移动力的动力学模型的适用性。     

基于系统聚类的北京气温变化过程遍历特征分析

气温变化过程遍历性研究是中长期气象预报的基础.以北京地区气温过程为例,分别研究了北京月最高气温、最低气温、平均气温序列的遍历特征.首先,基于系统聚类分别将各类气温以月为个体进行聚类;其次,以类为单位通过自相关图排除周期性序列,利用ADF检验其余序列的平稳性;再次,对通过平稳性检验的序列进行遍历性分析,包括均值遍历与协方差遍历两方面.研究结果表明,北京6、7、8月份最高气温月际年变化序列有均值遍历性特征,4、10月份最低气温序列则有过程遍历性.从长期趋势看,两类气温序列都围绕其均值上下波动,在4、10月份最低气温的月际年变化序列中,前期气温值对后期气温变化的影响是相对稳定的.最后,还开展了印证性分析和挖掘性分析,从遍历性的角度,佐证了前人的一些研究成果.