厚尾噪声条件下星凸形扩展目标student’s t滤波器

针对非线性非高斯厚尾噪声条件下的不规则形状的扩展目标跟踪问题,提出了基于随机超曲面模型(RHM)的星凸形扩展目标student’s t滤波算法.首先,在带有非高斯厚尾过程噪声和厚尾量测噪声的系统中, 基于student’s t分布给出鲁棒student’s t滤波器.其次,利用随机超曲面模型描述任意星凸形扩展目标的量测源分布, 提出带厚尾噪声的星凸形扩展目标student’s t滤波器.最后通过仿真验证了所提方法的正确性和有效性.     

光纤光学频率梳

在时域上,光学频率梳(光频梳)表现为时间间隔固定的超短脉冲序列,具有飞秒量级的时间宽度和极高的瞬时电场强度;在频域上,光频梳呈现为数百万频率间隔固定的频率齿的集合,每根梳齿都具备窄线宽稳频连续激光器的频率精度。光频梳已经发展成为一种重要的科研工具,广泛应用于高精度原子、分子特征信息识别,物质内部结构解析,生物成像及空间遥感成像等诸多科学研究领域。文章首先说明光频梳的基本技术原理,然后介绍华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室在光频梳研制领域的进展,并详细介绍基于自研光频梳发展的两种应用:双光梳三维编码成像和双光梳分子光谱。     

论油气本源共同体——老油区发现新储量的探索思路

以克拉玛依油区为实例,提出了油气本源共同体新概念。指出深埋于新疆克拉玛依加依尔山下八大地质现象(巨大推覆体的加依尔山及其犁式断裂系统、玛湖新凹陷、山下古凹陷、中下地壳巨厚的低速高导层及其两侧的壳幔断裂、新疆隆起最高的莫霍面、深部上地幔软流圈形成隆起幅度达65 km的地幔柱),实际上就是生油—运移—散失—聚集—成藏—成带的隐工程。剖析这些深部构造后发现,裸露于加依尔山边百公里长多种类型丰富而罕见的油气苗和隐伏于地下沿克乌断裂带、玛湖断裂带聚集的油气富集带之油源,并非仅仅来自玛湖新凹陷,而更主要是来自深部三大烃灶(古凹陷内沉积物转化成烃、壳内低速高导层内由一氧化碳和氢合成幔源油气、地幔柱内由深部地幔流体聚合成烃碱流体),靠深、浅二套断裂系统上下沟通,形成既各自独立又相互联系、相互作用的不可分离的统一整体,即油气本源共同体。在我国华北、渤海湾、四川等油区都发育油气本源共同体,虽形态各异,但大同小异,提出应改变过去从上往下找油,顾上不顾下的传统做法,改为从下往上找油,上下兼顾的新思路。     

异常值和未知观测噪声鲁棒的卡尔曼滤波器

给出了对异常值和未知分布的观测噪声鲁棒的卡尔曼滤波器。分析表明当以Huber损失函数替代推导卡尔曼滤波器最大后验准则中观测误差的l₂范数时, 就构造了一个新的准则。由于Huber损失函数可同时描述l₁和l₂范数, 因此由这个新准则推导的卡尔曼滤波器, 在具有传统卡尔曼滤波器性质的同时, 也有了l₁范数对异常值鲁棒的特性。而当含异常值的观测噪声统计分布未知时, 利用含未知参数的高斯混合模型描述其分布以及变分贝叶斯推理, 提出了对异常值和未知统计分布观测噪声鲁棒的卡尔曼滤波器。仿真和实验在验证了分析结果正确的同时, 也表明提出算法的性能优于现有文献报道鲁棒类的卡尔曼滤波器。     

时域取样定理在工程应用中的关键问题推导

针对传统教材中关于取样定理的论述不够完整,推导了矩形脉冲取样信号频谱与原始连续信号频谱的关系,以及离散信号频谱与原始连续信号频谱的关系,并对工程应用中的抗混叠滤波器做了分析.理论研究表明:矩形脉冲取样信号的频谱是原始连续信号频谱的周期延拓,同时幅度具有取样函数的包络形式,这与传统的理想取样不同.从连续时间信号到离散时间信号存在一个时间归一化问题,从而对应的频谱密度函数之间也存在着频率归一化问题.这些问题的推导与分析有助于深刻理解取样定理,并对工程应用提供指导.     

充气钻井环空弹状流稳态流动模型与实例验证

国内外针对弹状流(段塞流)管流的力学模型研究很少,且计算误差较大,无法应用于钻井工程。为此,针对充气钻井开展环空气液弹状流稳态力学模型研究,可准确预测和设计井筒流体参数。首先,借鉴国外研究成果,对钻井气液两相管流型态进行描述分析,推导出环空弹状流与泡状流的转换判别关系式,认为环空充气钻井液主要出现泡状流和弹状流两种流型,且充气钻井井深小于300 m的环空内为弹状流。然后,建立环空弹状流单元的物理模型,并对其流动参数进行解析计算。依据管流机械能守恒定律,建立充气钻井环空弹状流稳态力学模型,并给出数值解法。通过两井连通充气钻水平井(DNP02井)的实钻模拟,计算出的环空流动参数与现场实测数据非常吻合,误差小于5%。证实模型的理论体系完整,计算结果满足钻井工程需求,具有很好的通用性。     

基于Comsol Multiphysics的十字状裂隙中流体运动特征分析

地震波在岩石中传播时,在微观尺度下的十字状裂隙中,压力梯度会引起垂直于波传播方向的扁平裂隙中流体流动到临近的平行于波传播方向的裂隙中,这个流动过程具有特征尺度小和持续时间非常短的特征,被称之为微观喷射流。针对喷射流机制提出一种新的数值方法,认为多孔介质的固液两相分别遵循不同的物理方程,并为了深入了解在地震波的作用下裂隙中流体的流动特征及压力分布情况,应用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件对平面波入射导致的喷射流的发生过程进行数值模拟,分析不同时刻水平及垂直裂隙轴向上流体流动速度和压力状态。结果表明:在水平裂隙中,越靠近中心位置,流体的流速越大,压力越小,在中心位置处达到其最大值和最小值;在垂直裂隙中,越靠近中心位置,流速也是逐渐增大,在中心位置处流体速度达到最大值,由于压缩波的传播方向与垂直裂隙的轴向一直,在波传播方向上使流体强制运动,其次水平裂隙中流体在壁面压力作用下流入到垂直裂隙中,造成垂直裂隙流体压力不规则变化的现象。     

水瓶中的“龙卷风”

你知道什么是龙卷风吗?但愿你没有亲身经历过,那是一种恐怖的自然现象—力量强大的气流高速旋转,形成顶天立地的旋涡状风柱,甚至能够将人和小汽车卷走,造成人身伤害和经济损失。如果懂得科学原理,你在自己的家里也能创造出来“龙卷风”,还等什么?快准备材料一起来吧。首先给你一个任务:如何最快速地倒掉一可乐瓶的水?瓶口向下就可以了吗?请你这样倒一瓶水试试看?我在这里等你做完。注意!将水倒在一个     

基于Gabor滤波器的电泳电子纸图像滤波系统设计

采集电泳电子纸(EPD)的边缘纹理、鬼影图像时，需避免外界光照条件的干扰，包括光源方向、明暗和色彩等.针对EPD显示画面采集过程中受到的光干扰问题，设计了一种基于Gabor滤波器的图像滤波系统.对于受光干扰的单一灰阶图像，先通过Gabor滤波器降低光照变化和噪声对图像的影响，再通过闭运算进行边缘补偿；对于受光干扰的彩色图像，先提取图像的R、G、B分量，分别对各分量进行Gabor滤波，最后将3组分量重新组合成彩色图像.结果表明:该系统在单一灰阶图像、彩色图像中对光干扰的消除率分别达到39.9%和39.7%.研究结果对降低采集EPD图像时的光干扰具有重要意义.