基于小波及Hilbert-Huang变换提取壁湍流相干结构

为了研究壁湍流中的相干结构,在直流抽吸式低（变）湍流度风洞的实验段中,应用恒温热线风速仪IFA-300精确测量平板湍流边界层不同法向位置的流向速度信号.分析壁湍流脉动速度的概率密度分布,并与高斯分布比较,验证了壁湍流中相干结构引起的猝发现象的统计规律.提出了一种利用小波变换和Hilbert-Huang（HHT）变换相结合来提取相干结构的方法.对壁湍流脉动速度进行HHT变换,通过变换后各模态的能量分析,分离出主要含能模态对应的相干结构.利用小波重构法继续提取未分离的小尺度相干结构.对剩余湍流信号进行概率统计,并比较提取的全部相干结构与原始湍流信号的波形和HHT边际谱,验证了湍流信号既包含非随机的相干结构信号也包含随机的非相干信号.     

用条件平均分析CT-6B托卡马克等离子体湍流

采用条件平均技术对CT-6B托卡马克等离子体湍流信号进行了分析.分析结果表明:在托卡马克等离子体径向方向存在着相干结构, 这些相干结构的寿命较短, 在时间及空间上是随机分布的, 且相干结构不沿径向传播.     

子波方法提取Rayleigh-Bnard对流温度信号的相干结构

采用子波分析方法,对Rayleigh-Benard对流中温度脉动信号进行了分析,根据子波系数方差取极大值的判别准则,确定出了对应于温度信号相干结构的尺度或频率,然后采用给出的确定尺度下的连续子波反应换公式,不需要加入任何门限,提出了温度信号相干结构所对应的波形,为证明该方法的有效性,还对一个给定的“余弦相干信号＋随机噪声信号”,进行了提取余弦相干信号的数值实验,结果表明,该方法能够较准确地提取出代表相干结构的余弦信号。     

壁面局部扰动激发湍流边界层近壁区相干结构的一种理论模式探讨

在壁面局部扰动作用下,应用直接数值模拟的方法,研究探讨了湍流边界层近壁区相干结构形成的一种理论模式．数值结果表明,固壁表面某个局部位置存在的某种局部扰动能激发出湍流边界层近壁区的相干结构,其形成机理的许多方面与直接数值模拟和实验结果相符,且演化规律和特性与壁面局部扰动的强度、结构分布及加入到近壁区域内的局部扰动的能量多少等因素密切相关,这些关键性参数在湍流边界层近壁区相干结构成因的过程中起着重要的作用．因此,壁面局部扰动不仅给出了激发湍流边界层近壁区相干结构形成机制的一种理论方法,而且也完善了湍流边界层相干结构产生的物理模型．     

子波方法提取Rayleigh-Bnard对流温度信号的相干结构

采用子波分析方法 ,对 Rayleigh- Bénard对流中温度脉动信号进行了分析 ,根据子波系数方差取极大值的判别准则 ,确定出了对应于温度信号相干结构的尺度或频率 ,然后采用给出的确定尺度下的连续子波反变换公式 ,不需要加入任何门限 ,提出了温度信号相干结构所对应的波形。为证明该方法的有效性 ,还对一个给定的“余弦相干信号 +随机噪声信号”,进行了提取余弦相干信号的数值实验 ,结果表明 ,该方法能够较准确地提取出代表相干结构的余弦信号。     

基于均匀圆阵的信源相干结构的估计

提出了一种估计均匀圆阵信源相干结构的方法,该方法首先利用空间预处理技术将阵元空间内的均匀圆阵变换成模式空间内的均匀线阵,然后在模式空间内对该均匀线阵进行平滑处理,形成平滑子阵序列,获得平滑秩图。该平滑秩图与信源相干结构有着特定的对应关系,利用该关系以及信源估计准则可最终估计出信源相干结构。实验证明该方法是一种较为有效的检测方法,可基于均匀圆阵成功地估计出信源的相干结构。     

有限维希尔伯特空间q—形变谐振子及其相干态的量子特性

研究了有限维希尔伯特空间q-形变谐振子的能级结构,构造了有限维锲尔伯特空间q－形变谐振子的相干态,发现由于空间维数的有限性以及形变参数的影响,谐振子的能级结构和动力学行为与普通谐振子有很大差别,相干态也与Glauber相干态截然不同。     

相干光通信中平衡探测器的研究与测试

在高速相干光通信系统中,平衡光电探测器是其核心器件。通过对相干探测原理的分析,得出了一致性系数与平衡探测信噪比的关系,给出了平衡探测器的组成结构,设计了相干探测的测试方案。当通信速率为5 Gbps时,该平衡探测器的共模抑制比高于27d B,采用平衡探测实现相干解调的最小信号光功率比单管探测改善了8 d B,验证了该平衡探测器用于高速相干光通信的可行性。     

壁湍流相干结构猝发过程中雷诺应力的相位平均波形

用IFA300恒温热线风速仪和×形二分量热线探针精细测量了风洞中平板湍流边界层不同法向位置的瞬时流向、法向速度分量的时间序列信号. 用子波变换对瞬时流向、法向速度分量进行多尺度分解. 用子波分析辨识壁湍流相干结构猝发事件的能量最大准则检测壁湍流相干结构猝发事件的上抛和下扫运动; 研究了相干结构猝发过程中流向、法向速度分量及雷诺应力的条件相位平均波形的相位关系; 研究了相干结构猝发的动力学过程及其对壁湍流统计性质的影响.     

多芯光纤相干组束研究进展

利用光纤激光器相干组束技术可产生高功率高光束质量的激光输出,因此研究相干组束技术成为必然趋势。本文从多芯阶跃光纤相干组束和多芯光子晶体光纤相干耦合两个方面介绍了目前相干组束研究现状和进展。提出多芯阶跃光纤相干组束和全光纤相干组束都存在弊端,而通过合理设计结构的多芯光子晶体光纤不仅可以实现高功率激光输出,还能促进光通信技术的发展。     

钝体尾流的双重小波包分解

根据湍流相干结构和非相干结构不相关的特性，提出了一种钝体尾流双重小波包分解的新算法，将湍流的运动分解成相干分量和非相干分量，该算法以湍流相干分量和非相干分量的相关系数作为迭代的控制指标，减小了过去算法中的随意性，用该算法对大长宽比的钝体尾流三维超声波流速仪测量数据的分析表明：1)钝体间距与宽度之比大于4时，钝体间的相互影响可以忽略不计；2)流线型的钝体尾流紊动强度较小。     

水轮机通流部件表面磨损波纹与湍流边界层中的不稳定波

应用小扰动理论对近壁湍流粘性子层中的流动进行了稳定性分析，通过讨论其与湍流核心区相干结构的关系，提出一个简化的湍流相干结构模式即小扰动作用下近似连续分布的Ｋｅｌｖｉｎ－Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ涡层的不稳定波状运动结构；运用此模式简要分析了稀疏颗粒在湍流边界层中的运动。结果表明，相干结构对颗粒的运动及磨损波纹的形成起了支配性的作用。     

非局域相干结构上镶嵌的圆锥曲线

发现了如圆锥曲线孤子等的局域相干结构，得到了FxRy(1+tanh2(F+R)) 的非局域相干结构上镶嵌的圆锥曲线,并做出其图像.     

壁面展向振动的可压缩槽道湍流的大涡模拟

采用大涡模拟对低雷诺数可压缩壁面展向高频振动的槽道湍流进行了模拟,详细研究了湍流相干结构的变化对边界层的温度场和热量输运的影响.首先,将得到的减阻数据和其他学者的结果进行对比分析,验证了该文的大涡模拟方法对展向振动控制的湍流模拟的可靠性.在此基础上,对温度场和热量输运进行了统计和分析,发现了槽道中的速度相干结构和温度结构始终保持高度的一致性;当速度相干结构受到抑制时,边界层中湍流对动量的输运和热量的输运同时下降,并且变化的趋势保持一致.这表明湍流相干结构在动量输运和热量输运中起到相同的主导作用.该文还得到了在合适的参数下,采用壁面展向振动技术可以实现平均壁面热流降低的结论.     

半潜式浮式风机平台绕流力学特性与尾流分析

柱体绕流是海洋工程领域的重要问题.流体绕经海洋平台所产生的周期性涡脱会造成平台往复运动,这将加剧平台系泊结构疲劳损伤,降低结构疲劳寿命.为研究多柱式浮式风机平台绕流的力学特性,厘清尾流之间的干扰机理,采用Delayed Detached Eddy Simulation(DDES)方法分析了半潜式浮式风机平台在不同来流角和流速下的力学特性,从相干结构层面研究了尾流干扰机理,并分析了立柱尾流之间的空间相关性.结果表明:下游立柱的阻力系数平均值随流速变化而有较大波动;流场相干结构以流向涡和发夹涡为主;相干结构之间的相互作用是导致尾流干扰的原因;上下游立柱尾流具有不同的相干结构,但两者仍有较强的空间相关性.研究结果可为深入理解多柱式海洋平台绕流现象提供理论参考.     

四端介观量子网络中电子的相干输运性质

采用解线性方程组的方法研究了同时存在磁通和Rashba自旋一轨道耦合的四端介观量子网络中电子的相干输运性质．计算结果表明,该量子网络中电子的相干输运是量子干涉和自旋进动的联合效应。这种四端多通道结构为调制电子的相干输运提供了更多的选择。     

压力梯度作用下相干结构的演化

采用共振三波的一个周期作为湍流边界层近壁区相干结构的初值，用直接数值模拟方法对有压力梯度，包括定常压力梯度和变压力梯度作用下相干结构的演化进行了研究，得出其各种特性的变化与实验观测到的结果一致。压力梯度对相干结构初始扰动波的选择以及演化过程都起作用，相比之下对前者的作用更大。条纹结构和流向涡之间有某种内在的紧密的联系，可能是产生流向涡的起因。     

偏相干分析在水电站振动传递路径识别的应用

论述多输入多输出系统相干函数分析模型,设计了多输入多输出系统常相干和偏相干函数的计算程序,并用以分析某大型水电站厂房发电机间楼板等结构发生强烈振动的主要振源及其传递路径,取得较好的结果。     

湍流多尺度相干结构间歇性的PIV实验研究

利用粒子成像测速(PIV)系统测量了湍流边界层中流向速度平面,并对湍流多尺度相干结构统计特性进行了实验研究.利用连续子波变换,计算了不同尺度、不同法向位置的子波系数概率密度函数.结果发现缓冲区有着更强的间歇性.利用子波系数量化湍流间歇性的方法,应用推广的自相似律(ESS),计算了子波系数结构函数的标度指数.研究表明:当多尺度相干结构被提取出后,利用子波系数计算的ESS标度律就符合科尔莫戈罗夫提出的线性标度律,验证了多尺度相干结构是湍流边界层产生奇异标度律的原因.此外,利用PIV系统测量的数据,给出了流向平面内的以子波系数表达的能量分布.这种方法有利于进一步对多尺度相干结构在空间平面内的辨识与特性进行研究.     

基于相干数据体的裂隙检测方法

为了研究结构物的不连续性,通过对相干数据体多道C2和多道C3算法的对比研究,将这两种算法应用于检测数据的成像来诊断结构裂隙的分布.模型数据和实际检测数据的计算结果表明:C2、C3相干算法用于裂隙检测具有较强的抗噪声性能和良好的分辨能力;特别是C3相干算法比C2相干算法在横向分辨方面更具有优越性,这也说明C2、C3相干算法是检测地质结构、公路和桥梁不连续性和缺陷的一种有效方法.