大地电磁三维矢量有限元正演模拟

从Maxwell方程出发,开展了三维大地电磁场所满足的边值问题研究,利用加权余量法导出了三维大地电磁有限元方程.介绍了三维矢量有限元六面体网格剖分方式、插值基函数选取,推导了三维大地电磁矢量有限元正演的单元刚度系数矩阵及离散格式.编制了三维矢量有限元大地电磁正演的Matlab程序.三维COMMEMI 3D-1模型的视电阻率曲线与国际通用的标准测试数据能很好地拟合,验证了作者编写的矢量有限元正演程序的正确性.通过对高、低阻异常体的阻抗张量形态分析,说明张量阻抗等值线图能用以大致判断异常体特性,丰富了大地电磁响应特征的表达方式.     

基于弹簧近似的非结构化网格自适应处理方法

首先对弹簧近似法进行了说明,并对节点弹簧法和边弹簧法进行了对比.在边弹簧法的基础上,从调节弹簧平衡长度的角度出发,提出了一种非结构化网格的自适应处理方法,并结合有限单元法,给出了网格自适应处理的流程.最后,对一维对流扩散方程、二维线性抛物型方程以及欧拉方程进行了求解.计算结果表明:文中提出的网格自适应处理方法可以使几个问题的网格节点布置更为合理,有效地降低数值误差,提高计算精度,特别对于算例中所涉及的二维非结构化网格,自适应化过程中并没有出现网格重叠现象.     

基于Delaunay三角形的非结构化有限元GPR正演

介绍传统Bowyer-Watson三角网逐点插入法的原理与实现步骤,并将固定边界限制、Laplacian光顺、边压缩、边分裂、点插入等拓扑变换技术应用于网格剖分的优化;为了使数值解的误差在全域内接近于均匀分布,通过间隔函数法实现点源、线源等网格渐变控制,结合局部粗化或细化技术,建立高质量Delaunay三角形网格,实现自适应网格剖分。通过1个起伏地表与断层模型网格剖分实例验证非结构化网格对于物性参数分布复杂或几何特征不规则的地电模型的适应性。根据GPR有限元波动方程,应用三角形剖分、线性插值的Galerkin有限单元法进行求解。建立1个复杂GPR地电模型,利用Delaunay三角形对该GPR地电模型进行自适应网格剖分。研究结果表明:非结构化网格对于物性参数分布复杂或几何特征不规则的地电模型都具有良好的适应性;非结构化三角形网格剖分质量好,单元密度易控制,易于实现自适应有限元,能提高复杂模型正演精度。     

半线性椭圆问题的非精确自适应有限元方法

考虑一类半线性椭圆问题的非精确自适应有限元方法.该算法在初始网格需要精确求解,而在其余网格只需要对上一步的近似解进行一次牛顿更新.利用有限元方法的精确解和非精确解之间的超逼近性质,给出该方法的先验和后验误差估计,最后通过具体算例来验证该理论的正确性和该方法的有效性.     

基于非结构化网格有限体积的LBM

提出了一种基于非结构化网格有限体积的LBM.采用Cell-vertex有限体积法离散控制方程.该方法在时间上采用伪、实二时间步,其中伪时间步采用向前差分,实时间步采用二阶向后差分方法;空间上采用edge-based通量计算方法,采用高阶TVD格式计算控制体边界通量.离散后的控制方程采用隐式迭代,控制变量采用五层二阶Runge-Kutta方法求解.二维同心圆环内圆柱间Couette流与顶盖驱动方腔流的数值结果显示该方法为一种有效求解不规则边界流体动力特性的实用工具.     

二阶双曲型方程变网格有限元方法的后验误差分析

讨论双曲型方程变网格有限元方法，给出了它的后验误差估计，实际计算中的局部网格调整，并对后验估计进行合理性分析．     

基于气泡堆积的非结构化网格生成技术

为了有效地提高网格的质量,基于物理思想发展了一种基于气泡堆积的非结构化网格生成算法.该算法不同于其他典型的非结构化网格生成算法,具体步骤为:首先按一定的规则向给定区域内添加具有虚拟质量的气泡,使其紧密堆积以充满整个计算区域;然后引入气泡之间的相互作用力得到各气泡的运动控制方程,通过求解该方程来调整各气泡的位置,反复迭代使所有气泡受力最小,最终达到整个系统的受力平衡,从而有效避免相邻气泡过于重叠或分离,实现调整节点位置优化网格的目的;最后通过Delaunay三角形化方法有效地联接这些气泡的中心,生成非结构化三角形网格.基于上述算法开发了相应的程序,将网格生成结果与Delaunay划分并结合拉普拉斯光顺化方法生成的网格进行了对比,发现网格的几何不规则度大大减小,质量得到了明显的提高.     

一种基于梯度恢复后验误差估计的ZZ改进方法

基于三角网格剖分线性插值,对h型自适应有限元中的后验误差估计的zZ方法进行了改进,提出以单元为中心构造单元块的方法.数值实验表明,该方法比传统的zz方法有较高的精度及较快的收敛速度.     

二阶非线性椭圆问题的自适应有限元方法

有限元方法的计算效率在很大程度上取决于离散网格的好坏,自适应有限元方法能够根据单元上解的误差而自动生成合适网格。对于一类非线性椭圆问题,研究了一种基于重构型后验误差估计子的自适应有限元算法。数值实验表明,这一算法对于求解这类非线性椭圆问题是十分有效的。     

一类线性椭圆问题的自适应有限元方法

有限元方法的计算效率在很大程度上取决于离散网格的好坏.自适应有限元方法能够根据单元上解的误差而自动生成合适网格.本文对于一类线性椭圆问题,研究了一种基于恢复型后验误差估计子的自适应有限元算法.数值实验表明,这一算法对于求解这类线性椭圆问题是十分有效的。     

Pilot biomechanical design of biomaterials for artificial nucleus prosthesis using 3D finite-element modeling

Pilot biomechanical design of biomaterials for artificial nucleus prosthesis was carried out based on the 3D finite-element method. Two 3D models of lumbar intervertebral disc respectively with a real human nucleus and with the nucleus removed were developed and validated using published experimental and clinical data. Then the models with a stainless steel nucleus prosthesis implanted and with polymer nucleus prostheses of various properties implanted were used for the 3D finite-element biomechanical analysis. All the above simulation and analysis were carried out for the L4/L5 disc under a human worst-daily compression load of 2000 N. The results show that the polymer materials with Young's modulus of elasticity E=0.1-100 MPa and Poisson's ratio v=0.35-0.5 are suitable to produce artificial nucleus prosthesis in view of biomechanical consideration.     

基于圆邻域和环算子的抗噪边缘检测方法

针对噪声图像的边缘检测问题,提出了一种基于圆邻域和环算子的边缘检测方法.首先,在像素点的一个适当的圆邻域内取若干个同心圆环,将这些圆环上的灰度值按径向进行加权平均,得到该像素点周围一圈各等距点上的平均灰度值,这些灰度值可构成一个周期序列;然后根据Sobel和Prewitt等算子的设计思想,构造出一类高通的环算子,利用离散傅里叶变换计算周期序列与环算子的循环卷积,其最大值则作为像素点是否为边缘点的判据.实验结果表明该算法对于含有噪声的图像具有较强的鲁棒性.     

Financial data modeling by using asynchronous parallel evolutionary algorithms

In this paper, the high-level knowledge of financial data modeled by ordinary differential equations (ODEs) is discovered in dynamic data by using an asynchronous parallel evolutionary modeling algorithm (APHEMA). A numerical example of Nasdaq index analysis is used to demonstrate the potential of APHEMA. The results show that the dynamic models automatically discovered in dynamic data by computer can be used to predict the financial trends. Biography: Wang Chun ( 1969-), male, Ph. D candidate, research direction: e-business.     

基于自适应网络模糊推理系统的噪声抵消

对自适应网络模糊推理系统(ANFIS)在噪声抵消中的应用进行了研究，说明了ANFIS的结构和使用ANFIS进行噪声抵消的原理，对窄带干扰的滤除和噪声中的信号提取两种情况进行了仿真，并对ANFIS和LMS(小均方误差准则)两种算法进行了对比研究，结果表明，利用ANFIS进行噪声抵消要优于LMS。     

模型参考模糊自适应控制的推力矢量电液位置伺服系统

研究推力矢量电液位置伺服系统的模型参考模糊自适应控制.这类系统存在着参数变化和加性扰动,为解决这一类非线性的控制问题,引入模型参考模糊自适应机构,构成模型参考模糊自适应控制(MRFAC).与传统的PID相比,该方法提高了推力矢量电液位置伺服系统阻尼比,改善了系统的动态性能,并且可以有效抑制参数变化及外力扰动,具有很强的鲁棒性.     

铝合金MIG焊熔池的脉冲耦合神经网络边缘检测

针对铝合金MIG焊熔池边缘检测问题,采用脉冲耦合神经网络检测铝合金MIG焊熔池边缘.介绍脉冲耦合神经网络算法的原理,利用MATLAB软件平台进行基于脉冲耦合神经网络的铝合金MIG焊熔池图像的边缘检测,并将结果与用Canny等算子提取的结果进行对比分析.结果表明,应用脉冲耦合神经网络算法进行熔池图像边缘检测是可行的,而且...     

AHP法在数学建模参赛队选拔中的应用

科学选拔优秀的数学建模参赛队,是目前各高校组织数学建模竞赛所面临的一个重要问题。运用层次分析法原理,在采用德尔菲法确定权重系数的前提下,建立了多级综合评判模型,较好地解决了选拔数学建模参赛队的问题。该模型可操作性强,结果准确可靠,具有较广泛的实用性和拓展性。     

基于MIMO信道误差模型的保障QoS的自适应调制

以系统总速率最大化为目标,提出了一种基于信道误差模型的多用户MIMO下行系统保障用户QoS的资源分配机制.基站应用空分多址接入(SDMA),同时支持多个用户,利用线性预编码方法抵消用户间的干扰,提出发射端在非理想信道信息情形下提供用户QoS保障的自适应调制方案.为降低系统复杂度,提出应用于实际系统的次优算法.仿真结果表明:所提出的次优算法在将指数级复杂度变为线性复杂度的同时,性能非常接近最优算法.     

扩展时间Petri网在CSMA/CD建模中的研究

对CSMA/CD的建模有利于对协议本身进行分析和评价,在对存在冲突事件的系统建模时,利用普通Petri网不能很好地反映和解决冲突。该文介绍一种扩展时间Petri网(ETPN),它利用在弧上赋予时间函数来解决冲突事件发生,然后用ETPN来对CSMA/CD进行建模并对模型进行分析。在较复杂的系统中,ETPN能够反映并解决事件的冲突,具有灵活、直观、可扩展性好等优点。     

应用系统建模法对南海某舰面温度的建模及预报

在系统建模理论的基础上,运用改进的动态数据建模法,对南海某舰面温度数据进行了建模,并通过模型的适用性检验发现,ARMA(6,5)模型是最合适的,根据建立的模型利用条件期望法进行预报,结果与原始数据接近得很好。所有的建模和分析过程均在MATLAB上实现。