基于神经网络的变换域通信系统接收技术

提出了一种不须要估计本地基函数的变换域通信系统接收机接收方法.详细分析了接收机的接收原理,以相关解调信号能量最大化为目标构建了接收机最优化接收模型,通过对模型求解得到了接收数据自协方差矩阵的最大特征值向量,此向量可作为接收端基函数实现最佳接收,从而引入基于Hebbian学习训练的神经网络完成最大特征值向量的自适应估计与数据接收.仿真结果表明:当算法收敛时,作为基函数估计的网络连接强度矢量与发送端基函数基本一致,并且当发送端改变基函数时,算法依然能够实现准确跟踪.系统的接收性能与收发两端基函数一致条件下的接收性能基本一致,当算法迭代次数为300,误码率为1×10-4时,系统的信噪比损失可小于1dB.     

基于径向积分边界单元法的内场声学分析

由于Helmholtz方程的基本解是频率的函数,传统边界单元法在处理声场特征值问题时具有天生的缺陷.采用Laplace方程基本解生成积分方程,通过径向积分法将在此过程中产生的域积分项转化为边界积分.此方法克服了传统边界单元法系数矩阵对频率的依赖,同时克服了特解积分法和双重互易法对特解的依赖,将内场声学特征值问题转化为广义特征值问题.最后通过内场声辐射分析和声学特征值分析验证了算法的有效性.     

基于F-范数的变换域通信系统同步参数估计算法

在异步条件下应用特征值分解算法估计变换域通信系统基函数时,分段得到的特征向量存在模糊现象,此时将造成系统接收性能的下降。为了解决此问题,提出了基函数周期序列的同步算法。详细分析估计基函数的特征值分解算法,推导接收数据的采样延时与其自协方差矩阵特征值的关系式,得到同步参数的最大似然估计方法,依据范数的等价性原理,进一步将最大似然估计中的最大特征值求解问题转化为F-范数的求解以降低算法复杂度。仿真结果表明:相比最大特征值算法,采用F-范数的估计算法性能一致,但计算时间明显减少,算法的估计精度与接收信噪比成正比。异步条件下当估计的基函数存在模糊时,系统接收性能在同步之后能得到较好的改善。     

基于F-范数的变换域通信系统同步参数估计算法

在异步条件下应用特征值分解算法估计变换域通信系统基函数时,分段得到的特征向量存在模糊现象,此时将造成系统接收性能的下降。为了解决此问题,提出了基函数周期序列的同步算法。详细分析估计基函数的特征值分解算法,推导接收数据的采样延时与其自协方差矩阵特征值的关系式,得到同步参数的最大似然估计方法,依据范数的等价性原理,进一步将最大似然估计中的最大特征值求解问题转化为F-范数的求解以降低算法复杂度。仿真结果表明:相比最大特征值算法,采用F-范数的估计算法性能一致,但计算时间明显减少,算法的估计精度与接收信噪比成正比。异步条件下当估计的基函数存在模糊时,系统接收性能在同步之后能得到较好的改善。     

椭圆特征值问题基于高斯点的一种有效的谱配置法

椭圆特征值问题基于高斯点的一种有效的谱配置法被提出。该方法首先利用Legendre多项式的性质构造一组满足边界条件的基函数,将逼近解由这组基函数展开。其次,利用正交多项式的三项递推关系,编程求解出每个基函数在这些高斯点处的节点值,将离散格式转化为一个线性特征系统。然后利用预条件迭代方法可快速地计算出逼近特征值和相应的特征向量。最后,分别对一维四阶椭圆特征值问题和二维二阶椭圆特征值问题给出了数值试验,数值结果表明该方法是非常有效的。     

基函数的阶数对无单元伽辽金方法精度的影响

无单元伽辽金(Element-Free Galerkin)方法是无网格方法中很重要的一种数值计算方法,利用无单元伽辽金方法求解二维稳态热传导方程,当选取基函数为线性基、二次基时,分别将数值解和解析解对比,分析了基函数的阶数对无单元伽辽金方法精度的影响,并说明无单元伽辽金方法是一种高精度的数值计算方法 .     

球型区域上二阶变系数特征值问题有效的谱Galerkin方法

提出了三维二阶变系数特征值问题的一种基于降维格式的有效的谱Galerkin方法.首先,基于球坐标变换和球谐函数展开,将三维二阶变系数特征值问题化为一系列等价的一维特征值问题,引入了带权的Sobolev空间,并建立了相应的弱形式和离散格式.其次,证明了逼近特征值和特征向量的误差估计.另外,构造了1组适当的基函数,使得离散...     

关于平板屈曲重调和特征值问题的H2协调谱元法

通过使用H~2协调谱元法,具体求解了平板屈曲重调和特征值问题。首先给出H~2协调谱元法的误差估计,然后利用广义雅可比多项式和节点基函数构造二维谱元空间的基函数,最后报道了L形区域和方形区域上的数值实验,实验结果表明谱元法所计算的特征值受网格直径和多项式次数的影响,在区域选择上较谱方法更为灵活,适用于平板屈曲重调和特征值问题。     

有限元法的误区和拟协调元

现行有限元法的理论和作法存在误区,对有限元函数空间和弱形式导数认识不足,因而阻碍了有限元法的进一步发展.本文给出了拟协调元的理论和作法作为对照.利用函数序列表示有限元函数空间,提出了单元独立性原理,证明协调条件不是单元函数构造时必须考虑的因素.强调多项式基函数在构造单元函数中的作用,讨论了单元函数的构造,指出单元函数应随着单元细化收敛于相应的泰勒级数.证明了使用弱形式平衡方程时,必须同时使用弱形式的协调方程.提出网线弱导数,拓广了有限元中弱导数的内涵.     

基于遗传优化径向基函数的梁板固有特性分析

为了提高径向基函数(RBF)的计算精度,利用遗传优化的径向基函数分析薄壁梁和板的固有特性。在静态分析的基础上,通过遗传算法(GA)优化径向基函数中的形状参数;利用改进后的径向基函数,分析薄壁梁和板的固有特性,得到了不同工况下结构的特征值和特征模态。数值计算表明:使用遗传算法优化后,径向基函数的计算精度大幅度提高,固有频率的最大误差在5%以内,远小于未优化的情况。     

基于径向积分边界单元法的内场声学分析

由于Helmholtz方程的基本解是频率的函数,传统边界单元法在处理声场特征值问题时具有天生的缺陷。采用Laplace方程基本解生成积分方程,通过径向积分法将在此过程中产生的域积分项转化为边界积分。此方法克服了传统边界单元法系数矩阵对频率的依赖,同时克服了特解积分法和双重互易法对特解的依赖,将内场声学特征值问题转化为广义特征值问题。最后通过内场声辐射分析和声学特征值分析验证了算法的有效性。     

基于Dirichlet-to-Neumann映射计算旋磁光子晶体的带隙结构

扩展了Dirichlet-to-Neumann(DtN)映射方法,构造出了旋磁光子晶体单元晶格的DtN映射,并利用该映射建立特征值问题来计算二维旋磁光子晶体的带隙结构.该方法只需要在边界上进行离散,从而得到的特征值问题矩阵较小,并且该特征值问题以频率ω为给定的参数,以波数β的函数为特征值,所以无论对于色散介质还是非色散介质,它都是线性特征值问题.最后,分别以正方形、三角形以及蜂巢状周期排列的旋磁光子晶体为例验证了该数值方法的有效性.     

关于无单元法中的插值基函数选取的探讨

无单元法不需要单元信息，它采用了一种基于移动最小二乘（MLS）的插值函数。插值基函数对插值函数以及无单元法的计算精度影响很大。本文就不同的基函数对插值函数及无单元法的计算精度的影响作了分析比较，得出了一些有益的结论，并用算例说明了这些结论的正确性。     

任意梯度分布圆柱壳的周向导波频散分析

利用半解析方法分析了周向导波在任意梯度分布圆柱壳的频散特性.在假设材料参数沿圆柱壳径向按任意梯度变化的基础上,应用带状单元法,将功能梯度壳分成若干子层.对于细分子层可认为其材料参数为常值,并以此构造带状单元,获得导波在圆柱壳中周向传播时的特征值问题,通过求解该特征值问题,得到了导波的频散特性.最后通过算例讨论了材料参数沿径向按余弦函数分布时,不同梯度参数及内外径比对导波频散特性的影响.     

基于离散Kirchhoff理论的多边形样条薄板单元

在有限元方法中,采用多边形单元可以有效地模拟材料的力学性能,又使得网格剖分变得灵活方便.此外,允许退化情形的多边形单元可以处理出现悬节点的奇异网格.但目前对多边形薄板单元的研究却不多.多边形单元的研究难点在于插值基函数的构造.本文采用样条和基于三角形面积坐标的B网方法,将多边形进行三角剖分,通过适当选取连续性条件消去内部节点自由度,构造允许1-irregular退化的多边形样条插值基函数,再结合离散Kirchhoff理论得到多边形薄板弯曲单元,记为DKPS单元.该单元的插值自由度为各个顶点处的扰度和两个转角,并对直角坐标具有二次完备性,可以处理凸多边形、凹多边形和退化的网格.而且,采用多项式B网方法,可以方便地进行单元刚度矩阵的计算,无需使用数值积分公式.数值实验显示该单元对畸变网格仍然能保持很好的计算精度,是一种高效的单元.     

电阻率测井三维模式匹配法中的平面数值分析

在地层非轴对称条件下建立了新型的坐标系,详细介绍了计算电阻率测井响应的三维模式匹配理论.在井轴与地层法线所形成的平面上用数值方法计算,与此面垂直的方向上用解析方法计算;详细推导了平面上的偏微分方程及其相应的等价变分问题;选定平面三角形基函数作为型函数,确定了单元方程和单元矩阵;给出了网格划分方法及其总体矩阵的安装方法;最后通过求解广义特征值问题完成了平面二维区域的数值分析.结果表明,在均匀介质中,新方法的数值结果与解析分析的结果是一致的,精度也得到了保证,验证了平面数值分析方法的正确性,为进一步完成全三维的模式匹配作好了准备.     

带周期边界条件的一维Dirac问题特征值的渐近估计

研究了一维Dirac方程的周期边值问题,获得了特征值的基本性质.将特征值的存在性问题转化为一个整函数的零点问题,并用复分析的方法获得了该整函数零点的渐近性态,从而获得了特征值的渐近估计和迹公式.     

Kirchhoff板弯曲问题的改进的复变量无单元Galerkin方法

基于改进的复变量移动最小二乘法,建立了Kirchhoff板弯曲问题的改进的复变量无单元Galerkin方法.相对于移动最小二乘法,改进的复变量移动最小二乘法采用一维基函数建立二维问题的逼近函数,提高了形函数计算效率.由改进的复变量移动最小二乘法建立Kirchhoff板的挠度逼近函数,根据Kirchhoff板弯曲问题的Galerkin弱形式建立离散方程,并应用罚函数法施加本质边界条件,推导了Kirchhoff板弯曲问题的改进的复变量无单元Galerkin法的公式.通过对4个典型算例进行计算和分析,说明了本文建立的Kirchhoff板弯曲问题的改进的复变量无单元Galerkin方法的有效性,并通过分析数值解的精度对本文方法中如何选取合适的基函数、权函数、影响域比例参数、节点分布和罚因子进行了讨论.数值算例说明了本文方法具有较好的收敛性和较高的计算精度.     

实对称矩阵的两个特征值函数及其应用

针对较高维数矩阵的特征值求解问题,定义实对称矩阵的两个特征值函数,分别用来求解实对称矩阵的前p个最大特征值和最小特征值的和;讨论了这两个特征值函数的性质,列举这两个函数在现代控制理论等领域中的应用;最后给出了特征值函数的求解算法。数值试验表明所定义的特征值函数有效。     

一类高阶椭圆型方程特征值的多项式特解法

通过给出一种求解高阶椭圆型偏微分方程特征值的多项式特解法,使用多项式特解作为基函数对2阶、4阶、6阶和8阶椭圆型偏微分方程进行求解,同时采用多尺度技巧降低系数矩阵的条件数,得到了稳定的数值解.数值算例表明该算法在求解高阶偏微分方程特征值问题时具有精度高、效果好等方面的优越性,进一步证明了多项式特解法具有较高的精度和良好...