3D光学图像可视化的教学研究

科学计算能实现光学图像的三维可视化,比较于二维图形更能给人直观和立体的感觉。重点介绍三维光学图像可视化实现的计算机实验,科学计算是光学教学必备手段和最佳有效方法,所以对光学图像进行三维可视化的教学研究,在具有革命性变化的人与计算机直接交流过程中,将极大程度地提高教学的工作效率;在正确理解光学原理及规律和计算机实验可以灵活设置可控参数的基础上,能激发学生探索和发现光学世界的奥秘,从而调动学生的学习积极性。     

钻井泵活塞台架试验的铁谱监测

在钻井泵活塞台架寿命试验的监测中,应用定量铁谱技术对其磨屑的生成、变化进行了跟踪观察、摄影、扫描电镜(SEM)及X射线能谱分析,并对铁谱片上的磨粒复盖面积进行了适时测量,取得了大量的数据,并据此作出了一系列与磨损的铁谱监测有关的检测曲线。结合具有特征的金属磨粒出现及对所生成的胶屑的分析,为试验活塞的失效提供了有效的判据。     

基于可变安全第一准则和交易约束的投资组合调整模型

结合证券市场的实际情况,通过加入最小交易单位及交易费用约束改进了基于可变安全第一准则的风险定义,将风险表示成为与投资者意愿和交易约束相关的一条曲线。提出了一个新的基于可变安全第一准则的具有一般交易费用函数的投资组合调整优化模型,并给出求解该模型的基于遗传算法和随机模拟的混合智能算法步骤。然后,结合现实中交易费用的实际情况,分别建立了具有线性交易费用和二次分段凹型交易费用的投资组合调整模型。最后,依据上海证券市场的实际数据,通过两个实例验证模型的可行性和有效性。     

一种新的双多进制正交扩频系统的性能分析

在传统的多进制正交扩频的基础上,提出了一种新的用于高速数据传输的双多进制正交扩频(Dual M-ary orthogonal SS)系统方案,分析了系统在AWGN和单径瑞利衰落信道下的理论误比特率性能,并给出了3种不同检测算法下的计算机仿真结果。     

带有仿生环形剪切腹板风机叶片抗弯强度

随着风力机叶片日趋长展化,对其抗弯性能的要求也日益提高。受毛竹竹节规律性分布及其隔板支撑竹竿结构的启发,本文提出在叶片内部添加环形剪切腹板,建立带有环形剪切腹板的叶片受力模型,利用MATLAB软件,以一台750kW风力机为研究对象进行数值仿真,得到翼型截面惯性矩Iy,最大应力σmax和翼型相对厚度减小量ΔD分别随内弦长与外弦长之比?和叶片展长x的变化趋势。结果表明,叶片根部的抗弯性能显著提高;当比值?设为0.4时,环形腹板叶片与实心腹板叶片的抗弯强度几乎相同,且环形腹板的使用可以使叶片总质量更轻。     

页岩形变及破坏特征研究进展及展望

随着常规油气资源的减少,页岩油气等非常规资源的加速开发,如何获得准确的页岩力学参数为钻井与压裂提供指导是中外学者研究的方向。从页岩岩石力学的室内实验(如单轴、三轴、声波实验等)、理论研究、数值方法(如有限元、离散元等)三方面对页岩的应力-应变特性、岩石破裂模式、本构模型与强度理念等研究进展进行综述,得出如下结论:页岩的形变特征主要脆性为主,且峰值应力表现出明显层理相关性;页岩的破坏特征与层理方向、围压、裂缝特性、埋深、浸泡液体等具有密切联系;页岩内部具有大量微孔隙、微裂缝,其本构模型主要基于损伤理论建立;强度准则主要基于单一弱面准则与横观各向同性建立。展望了如3D打印技术与页岩模型相结合,打印出给定参数的类岩石样品;考虑多耦合因素控制及多弱面结构下的本构模型和岩石破裂准则等岩石力学研究前景。     

基于改进麻雀搜索算法的最大指数熵分割方法

为了解决基本麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA) 依赖初始种群和求解精度不高的问题,提出一种基于Circle混沌映射和随机游走的改进的麻雀优化算法(improved sparrow optimization algorithm,CRSSA) 。该算法为了增强麻雀种群的多样性,在麻雀初始阶段引入混沌Circle 映射; 采用随机游走对最优麻雀进行扰动,使其在麻雀寻优后期,增强算法全局搜索能力,跳出局部最优。同时选取15个测试函数对其算法进行性能测试。结果表明：与原始的SSA 、蜉蝣算法(mayfly algorithm,MA) 、粒子群优化算法(particle swarm optimization algorithm,PSO) 、鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm,WOA) 和灰狼优化算法(gray wolf optimization algorithm,GWO) 相比,改进的麻雀搜索算法具有寻优速度快、求解准确度高和鲁棒性强等优点。将该方法应用在多阈值图像分割中,通过对比不同算法的峰值信噪比(peak-to-signal ratio,PSNR)、结构相似性(structural similarity index,SSIM)、适应度函数值和运行时间性能指标,可有效解决多阈值分割问题,具有一定的工程应用价值。     

最大距离预测法在超长时间细胞序列图像跟踪中的应用

细胞活性是人类健康的重要指标。根据世界卫生组织(WHO)人类细胞活性检查与处理实验室手册第5版的要求,对细胞序列图像进行超长时间跟踪可以更精确地分析出细胞的活性。根据细胞运动目标的特点,提出一种基于小窗口的最大距离预测法应用于超长时间细胞序列图像的跟踪。跟踪细胞在每一帧的轨迹点,然后把这些轨迹点坐标连在一起就是细胞的运动轨迹。试验结果表明:该方法可以快速、准确、稳定地实时跟踪细胞。     

青川4.0级地震斜坡地震动响应监测数据分析

自从“5.12”汶川地震后,青川余震一直持续,本文以2015 年 9月23日青川级余震监测数据进行研究。通过对比青川东山监测点的地震动响应结果表明：在河谷部位,水平东西向最大峰值加速度大于水平南北向,而在山脊上则水平南北向最大峰值加速度强于水平东西向;相对于河谷(4#)监测点,东山山脊上6#监测点水平向PGA放大系数最大达到2.0,竖直向PGA放大系数为 4.0,其阿里亚斯强度放大9倍,由于7#监测点靠近“T”字形山体结合处,PGA放大系数有所衰减;谱比分析(HVSR)显示,东山监测点谱比分析的地形放大系数最大可达5.6,且卓越频率多在1.5～3.5Hz之间。研究表明,强震条件下东山斜坡存在明显的地形的放大效应,且位于地形转折处的6#监测点的放大效应最显著,故在山区进行工程活动及选址规划时应充分考虑局部地形放大效应作用,以避免震裂、崩塌、滑坡等次生地质灾害带来的危害。     

20世纪中国大旱的一个重要根源

本文研究了新星爆发和中国干旱的关系。从演绎推理和归纳推理两种不同的思维方法得到了相同的结论:新星爆发是中国发生严重干旱和大旱的一个重要根源。具体内容有三点。第一,新星爆发是20世纪中国全部10个最严重旱年的一个根源。第二,最亮视星等3等及更亮的新星爆发后,中国都要发生严重的干旱。这种严重的干旱绝大多数要连续两年,时间多数发生在新星爆发后的第2年和第3年。第三,最亮视星等3等及更亮的新星爆发后,黄河流域都要发生严重的干旱,时间是新星爆发后的第2年或第3年。新星爆发引起中国干旱的程度和最亮视星等有关,大体是新星越亮,引起中国干旱的程度也越重,但并非严格的正比关系。超新星也是引起中国干旱的根源。本文指出,古人畏惧异常天象、害怕它引起自然灾害的观点是正确的,不应被指责为迷信。本文的发现为预警我国今后的大旱提供了参考。