声表面行波器件及其在微纳领域的应用

 声表面行波因其非接触性及生物相容性,在生物医学、诊断学领域得到了广泛关注。概述了声表面行波（TSAW）发生器件的基本结构,叉指换能器（IDT）的结构、参数、种类及引起声表面行波的内在机理,讨论了对微流体状态及微流体中粒子的声控制机理;综合当前该技术国内外研究现状,分析了在微纳领域中声表面行波相对于其他物理场的优势;针对声表面行波在微纳领域应用的技术难点及研究过程中存在的问题,提出了该技术的研究方向,并展望了其未来发展趋势。     

R-FDTD与亚网格相结合技术及其应用

提出了降维时域有限差分方法(R-FDTD)和亚网格相结合的技术,并应用于微带馈电缝隙天线的分析.首先对微带馈电矩形缝隙天线阻抗特性和辐射特性进行了分析,所得数值结果与有关文献结果一致.与常规的FDTD方法相比,明显地减少了内存需求和计算时间.对工字形和燕尾形缝隙的微带馈电缝隙天线的输入阻抗和方向性图进行了分析计算,得到了工字型和燕尾型缝隙天线结构可以增宽频带、降低谐振频率等对工程设计有参考价值的结论.数值结果表明,采用这种技术可以有效地处理包含细小结构的复杂对象的电磁问题.     

一种改进的自适应滤波算法及其在回波对消中的应用

提出一种改进的自适应滤波算法,它通过选择自适应滤波器的系数更新时间间隔,在系统的收敛速度与计算量之间取得折衷;算法在每次系数更新时,利用了系统过去时刻数据并将频域批处理技术运用到算法计算中,大大加快了算法的收敛速度并且降低了计算复杂度,从而克服了LMS算法收敛速度慢以及仿射投影算法(APA)、递归最小二乘算法(RLS)计算量大的缺点.将所提算法应用于声回波对消中,仿真实验结果证实了其优点.     

频率域弹性波场模拟中高阶有限差分法的精度对比与改进策略

推导基于二维交错网格的二阶和四阶频率域弹性波有限差分算子,并结合最优化差分系数和质量加权平均方法压制数值各向异性。基于均匀各向同性介质比较不同差分算子的模拟精度和频散关系,并详细比较二阶算子和四阶算子的精度和误差量级。结果表明,当采用交错网格最优化四阶差分算子,单位横波波长内含3个及以上网格点时,可将模拟误差控制在2%以内。同时,相对于常规网格,基于交错网格的差分算子可用于对含流体介质模型的模拟。     

Orthogonal spherical wave source boundary point method and its application to acoustic holography

When solving acoustic radiation problem in the routine boundary point method (BPM), the inverse of the particular solution matrix of surface normal velocities is needed and the matrix must be full rank and reversible. However, the type of the particular solution sources is single and the sources are not linear independent, so the locations of the particular solution sources inside the vibrating body must be selected carefully. But, in the routine BPM, the loca-tions are determined by an experiential formula, so the method may be invalid for a complicated vibrating body. In this paper, the construction method of the particular solution sources is improved first, and the singular value decomposition (SVD) technique and the Moore-Penrose pseudoinverse are adopted to realize the inversion. As a consequence, the particular solution matrix of surface normal velocities can be non-full rank and the locations of the particular sources can be determined easily. On the basis of the improved BPM, the spherical wave sources of different orders are proposed to be the particular solution sources. Here, all particular solution sources are located on only one point inside the vibrating body, so the problem of the locations of the particular solution sources is thoroughly solved, and such particular solution sources that are useless for the calculation results are discarded. The theoretical model is established at first, and then the proposed method is used to realize the nearfield acoustic holography (NAH). Subsequently, an experiment is investigated to validate the feasibility and correctness of the proposed method and its application to acoustic holography.     

二元复合驱数值模拟隐格式和应用

研究化学采油中聚合物-表面活性剂二元复合驱数值模拟问题。数学模型包含压力方程、组分浓度方程以及基于水相组分浓度方程形成的水相饱和度方程。提出了一种隐式顺序解法。先隐式求解压力方程,再隐式求解水相饱和度方程, 最后隐式求解组分浓度方程; 通过聚合物驱和二元复合驱模拟,对该隐式算法与传统的隐式压力-显式浓度算法进行了比较。 该隐式算法稳定性好,提高计算效率大约30％。     

一种改进的Lasso方法及其在对数线性模型中的应用

变量选择在数据分析中有着重要应用,其参数估计的渐近性质,特别是Oracle性质及组效应性质在变量选择方法上尤其重要。针对Lasso方法一般情形下不具有Oracle性质及组效应性质,将探讨Lasso的一种改进方法,即Adaptive elastic net方法在Poisson对数线性模型的应用,证明当满足一定条件时,Adaptive elastic net方法估计具有Oracle性质及组效应性质,并利用数值模拟验证其优良性。     

高频超声清洗中声场分布的仿真及实验研究

高频超声乃至兆声清洗广泛应用于半导体器件的超精密清洗,可以有效去除纳米颗粒污染。其中,声能在声场中的分布决定了清洗效果,包括去除均匀性和清洗对象破坏。对于矩形清洗槽内的声场分布,采用简正分解理论直接求解声压分布。结果表明,兆声声能集中于声源辐射轴所在的局部区域,声压波腹和波节分布反映声源振动面形状,而超声波声能扩散至全声场。采用水听器对超声波声场声压分布进行测量,与理论结果相符。由于截断误差和非线性空化误差的存在,理论值小于实验测量结果。     

输气管道泄漏音波信号传播特性及预测模型

输气管道泄漏音波在管内传播过程中发生衰减,在安装音波传感器前必须明确管内音波信号的传播距离。综合考虑介质黏滞吸收和热传导作用及特殊管件(弯管、分支及变径管)的吸收作用,建立泄漏音波在管内传播模型。利用改进的小波分析法对泄漏音波信号时频域特征进行分析,模拟分析不同特殊管件对音波传播的影响,并利用高压泄漏试验装置对建立的传播模型进行验证。结果表明:泄漏音波在管内以平面波形式传播,泄漏信号幅值能量占优的频带主要集中在0～0.366 Hz及2.93～46.88 Hz内,直管和弯管对音波衰减影响较小,只有分支和变径(变径流量计、阀门)对音波传播影响较大;得到的拟合音波吸收系数与理论吸收系数吻合较好,模型计算结果较为准确,可提高音波泄漏检测的准确性。     

优化组合行波故障测距技术及其在超高压电网中的应用

对现代D型双端和A型单端输电线路行波故障测距原理的准确性和可靠性进行了综合评价.在此基础上,提出了基于这两种行波原理的优化组合测距思想,并成功用于实际故障暂态行波分析.与单独的D型或A型行波测距方案相比,该方案能够利用A型行波原理对D型行波原理给出的测距结果进行验证和校正,提高了测距可靠性和准确性.实际应用表明,优化组合行波测距方案是可行的,并且测距性能得到明显提高.     

烧结料层中的蓄热模型

针对铁矿石烧结过程中存在的自动蓄热现象,建立了一个烧结料层的蓄热模型,并研究了燃烧层厚度、蓄热量在料层中的分配比等参数对烧结蓄热的影响.模拟表明:燃烧层厚度增加,料层蓄热量下降;预热层中蓄热量分配增加,料层蓄热量也增加.高度为300 mm的料层均匀分为上、中、下3层时,计算得到各层蓄热量比为1∶1.08∶1.13.实验室条件下将模型用于烧结燃料的合理分布,燃料的使用量有所降低.     

半参数回归分析及其在测绘数据处理中的应用

在测量实践和科学研究中，随机因素和确定因素往往是共同存在的，经典测量平差是建立在随机模型基础上的，即认为观测值中仅含有偶然误差，不存在具有确定性的系统误差，而实际上，系统误差的存在是客观的，如果忽略这一点，平差结果将是有偏的。为此，我们希望能在平差模型和平差过程中，对上述两种误差加以区分，以获得最优无偏估计，基于上述目的，本文从最小二乘配置的理论和模型出发，在分析、研究近年来关于统计分析和测量数据处理有关文献的基础上，引入半参数回归分析的概念。并讨论了正则化参数α对解的影响，通过模拟计算得出结论：只要正则化参数取值合适，就能得到令人满意的结果。     

声发射信号处理技术及其在滚动轴承检测中的应用现状

声发射技术在滚动轴承的检测中得到了广泛应用,声发射信号处理是检测中的关键技术问题,常用的声发射信号处理技术有参数分析、波形分析、小波分析、模式识别等等。综述了21世纪以来声发射信号处理技术在滚动轴承检测中应用现状,国内外学者在将各种声发射信号处理技术应用于滚动轴承检测方面做了大量研究且取得了一定程度上的研究成果。需要进一步研究的内容是规范各种工况下声发射信号处理方法并设计标准的声发射信号处理平台。     

一种优化组合模型及其在高铁路基冻胀变形预测的应用

高铁路基的冻胀变形是季节性冻土区高铁建设和安全运营面临的重大问题,有效的路基冻胀变形预测可以为路基冻胀灾害防治提供重要的决策依据。为提高对高铁路基冻胀变形的预测能力,本文首先建立非等间距回归模型与基于幂函数改进的非等间距灰色模型,其次通过马尔科夫算法修正两种模型的预测结果,最后在此基础上对两种修正预测模型进行最优权组合。利用组合模型、非等间距灰色模型、非等间距回归模型对两个工程实例中冻胀监测数据进行预测,对三种模型拟合、预测结果进行对比分析。结果表明:组合模型预测精度较高、稳定性较好;利用组合模型得出的预测结果离散程度低、差异性小,可为冻土区高速铁路路基的冻胀变形监测提供有效参考。     

程潮铁矿岩爆倾向性分析及其能量预测

根据系统的工程地质调查,在对井下-430～-568m范围内岩样进行力学实验研究的基础上,采用RMR岩体分类方法和高地应力条件下适应性较好的Q系统,对深部围岩进行了工程分类,并分析了RMR、RQD与岩爆的关系. 认为程潮铁矿深部(-500m以下)岩体发生岩爆的可能性较大. 通过对矿区地应力分布规律的研究,探讨了矿区高应力环境对岩爆孕育的影响. 最后,通过对矿区采场三维有限元数值模拟,分析了深部开采矿岩能量分布规律,据此推断该矿岩爆临界深度在-500m水平. 从模拟结果可以看出:地应力环境受上部开采活动的影响,-500m水平应力明显增加,高于-533m水平;-533m水平以下,随着垂直深度增加,矿岩能量最大值逐渐增大.     

一种电波折射订正方法及其在高空风探测中的应用

为提高无线电测风的精度,在根据二维射线追踪法的基础上,建立了适用于球面分层大气的电波折射高精度在线订正方法,并对电波折射误差及高空风探测误差进行了模拟计算和分析.结果表明,电波折射产生的仰角、斜距和高度误差通常为正值,3类误差均随仰角减小和斜距增大而增大;在低仰角和大斜距的条件下,电波折射误差大于定位设备误差,当仰角低...     

基于粒子群优化的LSSVM在模拟电路故障诊断中的应用

提出一种基于粒子群优化的最小二乘支持向量机的模拟电路故障诊断新方法。对模拟电路故障信号采用小波包进行消噪和分解,作为最小二乘支持向量机的输入样本。为了避免参数优化时容易陷入局部最优的缺陷,使用粒子群算法对LSSVM参数进行优化选取。以Sallen-key带通滤波器电路为对象的仿真研究结果表明,提出的基于粒子群优化的最小二乘支持向量机可以对模拟电路有效地进行故障诊断,并且提高了诊断效率。     

地震勘探中平均速度的求取方法及应用

针对地震数据处理和资料解释过程中经常用到地层的平均速度,而平均速度的求取不易,尤其在测井资料很少的情况下,平均速度的求取更难等问题.依据地震勘探原理,在中、浅层地震勘探中,可将沉积地层近似为连续介质的地质模型,在连续介质中速度随深度的变化存在一定规律,不同地区有不同的经验公式,应用均方根速度在连续介质情况下的近似公式及数据处理中所得到的速度谱资料能够计算出平均速度的经验公式,得出的平均速度能够满足中、浅层地震勘探中时深转换的需要,另外,应用平均速度及钻孔资料可以对地震时间剖面进行相位标定.     

计算机仿真技术及其在内燃机研究中的应用

内燃机在促进国民经济发展中发挥了十分重要的作用,对内燃机的研究已经引起很多人的重视。计算机仿真技术的应用给人们在研究内燃机时提供了一种十分方便、有效的途径。文章对有关计算机仿真技术的基本内容及其发展情况作了简要介绍,并详细说明了计算机仿真技术在内燃机中的应用情况,指出计算机仿真技术在内燃机研究中的应用前景和发展方向。