基于区域的活动轮廓图像分割模型的变步长优化算法

基于偏微分方程图像分割的活动轮廓模型,基本思想是将图像分割归结为最小化一个封闭曲线的能量泛函,图像分割问题实质上是一个无约束最优化问题.传统最小化算法的数值实现过程中采用固定时间步长的方法,时间步长选取较大,迭代过程容易出现震荡现象影响分割结果,而时间步长选取较小,又会减慢收敛速度.利用Wolfe-Powell线搜索方法,提出了一种变时间步长的优化算法,在迭代过程中根据搜索方向自动调整时间步长大小,有效克服了固定时间步长出现的震荡现象和收敛速度慢的问题.     

不同加载条件下泡沫杆的冲击动力响应

基于一维非线性质量弹簧模型,研究了不同冲击加载条件下泡沫材料杆的冲击动力响应特性. 在保证初始冲量相同的条件下,对比讨论了矩形载荷、正弦载荷、三角形载荷和倒三角载荷作用下泡沫杆内弹塑性应力波的传播过程,以及杆的动态变形特征. 给出了不同载荷作用下的冲击应力增强因子和临界冲量. 研究结果确定了不同冲击加载条件下泡沫材料的动力响应特征,对不同工况下泡沫结构的动力学性能设计具有重要的理论指导意义.      

两构件冲击接触过程的理论与数值模拟

该文采用基于赫兹理论的非线性阻尼弹簧接触模型,分别模拟特殊形状和材料的两构件间弹性、超弹性和弹塑性冲击接触过程,数值计算结果仅为有限元结果的50％.根据有限元计算结果对非线性弹簧阻尼模型进行修正,得到两构件弹性、超弹性和弹塑性冲击接触的接触力、最大变形量和冲击作用时间修正表达式.结果显示,修正模型与有限元模型的误差小于5％,采用修正模型能够方便地得到冲击过程中的相关参数,该模型可作为描述两构件冲击过程的数值计算手段.     

激光冲击强化技术的理论模型及参数优化研究

为了提高激光冲击强化的效果,研究了一维激光冲击强化理论模型及关键参数的优化方法。根据激光冲击强化技术的原理,建立了一维激光冲击强化理论模型,推导了激光束透射系数的解析表达式。利用Matlab软件得到了约束层的相对介电常数、约束层厚度、等离子体厚度,以及吸收涂层相对介电常数、吸收涂层厚度等关键参数对透射系数的影响曲线,并根据厚度对透射系数的影响曲线来确定约束层、等离子体层和吸收涂层的厚度。研究表明,通过透射系数的影响曲线对关键参数进行优化后,对铝合金板进行激光冲击强化处理,可使铝合金板表面变形深度增加3倍多,从而为激光冲击强化技术中关键参数的选取提供了理论指导。     

冰柱冲击问题的数值仿真分析

为研究近场动力学(PD)方法在冰力学行为领域的应用特性及在冰破坏数值预报过程中的参数敏感性,采用常规状态型近场动力方法系统地计算分析了冰柱冲击破坏过程,并进行了参数敏感分析.结果表明：该方法模拟冰冲击过程与试验对比结果基本一致,在选定的时间步长和粒子间距下本文的计算结果收敛.海冰冲击速度、泊松比、弹性模量对海冰冲击过程影响明显,而海冰尺寸和断裂韧度对冲击过程影响较小.文章创新之处在于将状态型PD方法应用于海冰冲击问题中,弥补了键型PD方法限制海冰泊松比的缺点.     

载人运载器搭载对接装置缓冲性能优化

针对小型载人运载器水下对接、搭载和投送的任务需求,设计了背驮式小型运载器搭载对接装置.选取对接过程总冲量为目标变量,基于响应面方法和Central Composite Design(中心组合设计)试验设计方法,分别建立了多种对接情况下目标变量碰撞冲量关于初始对接参数的数学模型.利用Adams软件建立虚拟样机并获得试验数据,求解各模型对接冲量最大的情况和对应的对接参数.基于Abaqus有限元软件,引入缓冲杆参数作为设计变量,根据确定的对接参数建立目标函数关于缓冲杆参数的数学模型,最终得到最优的缓冲杆参数,降低了对接过程中运载器对母平台的冲击.     

关联维数在动静耦合破岩中的应用研究

根据动静耦合加载切削破碎花岗岩试件的切削力信号,应用功率谱分析方法揭示了动静耦合切削破岩过程是混沌运动.在此基础上,采用关联维数定量表征了切削破岩反映出的信号特征.通过对动静耦合破岩分形特征的分析,得到了关联维数与动静耦合加载的关系,探讨了静压力与冲击能的组合对关联维数的影响.在不同动静耦合破岩过程中,关联维数与破岩比能的变化曲线极其相似.试验结果和理论分析表明:动静耦合破岩存在一个合理的静压力和冲击能的组合,可使破岩比能最小.关联维数可作为破岩比能改变的一个灵敏量,能简单、直观地辨识动静耦合参数在破岩中发挥作用的程度.为选取动静载荷的合理匹配值,有效提高破岩效果,提供了一种新的方法.     

瞬态UCM粘弹性流体的最小二乘有限元算法

【目的】建立求解瞬态UCM粘弹性流体的最小二乘有限元算法。【方法】利用具有一阶精度的差分格式对模型中的时间导数进行离散，得到了线性的半离散近似模型，采用最小二乘有限元方法对该近似模型进行求解。【结果】证明了最小二乘有限元解的存在唯一性，分析了最小二乘有限元解的先验误差估计，指出该估计依赖于时间步长Δt和空间步长h。通过一个三维空间的流动问题，验证了算法的有效性和收敛性。指出在实际计算中，相对于空间步长h，时间步长Δt对计算结果的影响较大。【结论】本文算法在数值精度方面，优于基于SUPG的混合有限元方法。     

7050铝合金激光冲击强化的试验和数值模拟

依据激光冲击强化7050铝合金的试验,建立激光冲击强化的有限元模型,实现激光冲击强化的数值模拟,残余应力场的数值模拟结果与试验结果取得较好的一致.在不考虑各冲击参数之间交互作用的前提下,模拟研究冲击参数对残余应力场的影响.模拟结果表明:在激光功率密度小于一定阀值条件下,表面残余压应力最大值随激光功率密度增加而增加,超过阀值之后,表面残余压应力最大值减小;表面残余应力最大值和残余压应力层深度随着脉宽的增加而增加;通过增加光斑半径对残余压应力场的改善主要体现在对深度方向残余应力场的改善;多次连续冲击强化对残余应力场的改善效果比较明显.     

激光冲击Johnson-Cook模型材料参数优化

采用Abaqus有限元软件,建立激光冲击718镍铬合金诱发的残余应力场非线性弹塑性有限元模型,实现激光冲击强化残余应力场的数值仿真.通过仿真分析及试验结果对照,说明以Johnson-Cook模型作为本构关系是可行的,激光冲击能形成残余压应力层,提高疲劳寿命,但由于应变率的差异,必须对JC模型材料参数进行优化,才能取得较精确的结果,并从激光功率密度对残余应力场的分析进一步加以验证.结果表明,提出的JC模型材料参数优化方法简单易行.     

基于数控加工的箱体零件CAPP系统

介绍基于数控加工的箱体零件CAPP系统。其中,零件信息描述采用单元形面要素描述法,各形面要素加工方法、刀具选择以及加工余量确定采用逻辑决策,定位和夹紧方案以及零件工序的组合和排列采用人工智能技术创成式生成,工序尺寸的计算采用图论方法解决,工艺规程采用逐步充实工艺数据库的方法形成。整个程序模块运行于AutoCAD平台,采用ARX技术在VisualC++6.0环境中开发。     

Collision Avoidance Strategy Supported by LTE-V-Based Vehicle Automation and Communication Systems for Car Following

We analyzed and improved a collision avoidance strategy, which was supported by Long Term EvolutionVehicle(LTE-V)-based Vehicle-to-Vehicle(V2 V) communication, for automated vehicles. This work was completed in two steps. In the first step, we analyzed the probability distribution of message transmission time, which was conditional on transmission distance and vehicle density. Our analysis revealed that transmission time exhibited a near-linear increase with distance and density. We also quantified the trade-off between high/low resource reselection probabilities to improve the setting of media access parameters. In the second step, we studied the required safety distance in accordance with the response time, i.e., the transmission time, derived on the basis of a novel concept of Responsibility-Sensitive Safety(RSS). We improved the strategy by considering the uncertainty of response time and its dependence on vehicle distance and density. We performed theoretical analysis and numerical testing to illustrate the effectiveness of the improved robust RSS strategy. Our results enhance the practicability of building driverless highways with special lanes reserved for the exclusive use of LTE-V vehicles.     

3DMAX模型在VRML中的数据简化

在保持3DS MAX原始模型特征的情况下,利用顶点删除法对数据模型中的三角形进行合并处理。对合并后的多边形重新进行三角划分,从而实现对满足一定条件的冗余三角形的简化处理,最大限度地减少原始模型的三角形和顶点的数目,以达到提高显示速度的目的。最后给出的实例说明了该方法的有效性。     

认知无线电系统基于信道选择的动态接入方法研究

针对认知无线电系统各信道的增益和可用时长的不同,研究认知无线电用户接入网络时的信道选择机制.首先设计两种信道选择机制,分别选择信道增益最大的和空闲时间最长的信道进行接入,然后综合考虑信道增益和空闲时长两种因素,通过控制认知用户在各信道的接入概率达到系统容量的最优化,最后在最优化算法的基础上设计相关的比较参数进行信道的选择,从而得到次优化选择结果.仿真表明,次优化算法与最优化算法性能接近,具有较好的系统容量特性和较低的中断概率.     

无选择策略的改进蜜蜂群算法

针对人工蜂群算法(ABC)中群体多样性较差的缺点,提出无选择策略的改进的蜜蜂群算法(MABC)。MABC算法改变ABC算法的框架,通过去掉ABC算法中跟随蜂对引领蜂的选择策略,来降低算法的选择压力,提高种群多样性和算法的全局搜索能力。仿真结果表明,该算法能够有效保证群体多样性,提高人工蜂群算法的性能。     

一种基于心电数据压缩的小波元选择方法

介绍了用于心电数据压缩而构造的一种小波神经网络以及它的小波元选择的方法．提出了根据对心电数据做频谱估计,确定其时频域支撑,再根据小波的时频特性确定小波函数的时频域支撑,来初步选定小波元,然后再利用OLS算法对初选的小波元进行筛选．选用Morlet小波为母小波,并用一段心电信号来对该方法进行验证．验证结果表明落在心电数据频谱范围内的Morlet小波有152个,再通过OLS算法筛选后小波元数大大减少了,使得小波网络的尺寸趋于最优．在网络训练时,训练时间也明显地减少．     

多出口室内行人出口选择行为研究

【目的】研究行人流在不同设定条件下选择合理出口的行为,为多出口室内行人疏散提供参考。【方法】采用元胞自动机模型,在静态场的基础上,模拟行人流在多出口室内的出口选择行为。在模型中引入出口代价,即行人选择目标出口时需要考虑的距离及其与他人竞争因素的加权平均(权重为k)。为实现出口选择机制,赋予每个出口元胞1个单元场,当行人评估出室内最小代价值的出口时,选用该出口的单元场来进行迁移。【结果】当权重k合适(区间较大)时,在初始行人分布均匀或不均匀、出口分布对称或不对称,以及在疏散过程中增加应急出口的情况下,行人都会充分利用空闲的出口,使不同的出口都聚集大致相等的人数;而且应急出口打开时间越早行人流疏散的效果越好,应急出口打开过晚时行人疏散的效果甚至会比没有应急出口的情况还差。【结论】出口代价的引入,使模型能合理地描述多出口的室内行人疏散。     

不同策略条件下的投资组合平均风险比较与分散

针对中国股市的现实, 根据投资者的投资偏好, 首先确定4个投资策略分别构造投资组合, 实证研究不同策略下投资组合平均风险的差异;其次,利用改进的间接分解模型分别计算各投资策略对应样本股的风险构成, 考察各策略的分散化效果．研究发现：不同策略组成的投资组合的平均风险存在明显差异;与从沪深两市中随机选择股票构造投资组合相比, 投资大盘蓝筹股能够使投资组合平均风险明显下降．对策略3和策略4而言, 30个股票构成的投资组合已经基本消除所有非系统风险,但协方差风险被分散掉的证据不足．     

一种基于遗传算法的模糊神经网络结构和参数优化

提出一种基于遗传算法的三阶段优化策略。在给定初始参数基础上,利用基于十进制编码的遗传算法实现模糊神经网络的结构优化,用基于二进制编码的遗传算法实现模糊神经网络的参数优化。仿真结果表明上述优化策略是有效的。     

传热结构自适应成长法的敏度过滤技术研究

基于自然界分支系统机理的自适应成长法能获得结构简单且传热效果好的设计结果,该方法在复杂热边界条件下得到的传热通道布局中存在一定数量的平行通道。针对这一问题,提出了一种两层顺序优化的生长新策略。第一层优化采用加入敏度过滤的自适应成长法,优化迭代所得的结果作为第二层优化的初始解;第二层优化采用无过滤的成长法继续生长直至结果收敛。研究结果表明,该方法得到的设计结果不仅拓扑形态简单清晰,平行通道大幅减少,且热性能进一步改善。此外,加入考虑密度梯度信息的敏度过滤法获得的设计结果最好。