改进的小波均匀化多尺度算法

通过加入解的逐层修正过程完成了对常规小波多尺度方法的改进,并将改进后的方法应用于具有快速周期变化系数的一维椭圆型方程的数值求解。数值结果表明:与传统的有限差分法相比,改进的小波多尺度方法既保持了较高的计算精度,又大大减少了计算时间;与常规的小波多尺度方法相比,改进的小波多尺度方法则进一步提高了计算精度。     

焊接结构损伤区细观裂纹扩展的分形特征及其多尺度损伤表征

为了研究焊接结构破坏过程中的宏细观损伤演化特征及其表征方法,以含细观裂纹的焊接构件为对象,采用X-CT(X射线计算机断层扫描)和电测技术同步记录试样内部细观结构和宏观力学性能变化过程.实验发现,试样变形过程中试样在弹性模量减小的同时,其内部细观裂纹不断萌生、扩展和聚合,扩展形态表现出显著的分形特征,且分形维数随试样塑性变形呈线性增加的趋势.综合考虑裂纹扩展形态的分形维数度量与裂纹扩展的物理意义,提出了一种多尺度损伤表征方法,以同时描述结构宏观损伤特性与内部细观裂纹扩展特性,并用传统的损伤量化方法进行验证.结果表明,新的多尺度损伤表征方法能够很好地描述细观裂纹到宏观损伤的多尺度演化过程.     

湍流中的多尺度结构及其相对运动

基于湍流局部多尺度结构物理背景,指出了湍流场与完全随机场的本质区别在于湍流场中流体微团的运动不是完全随机的,湍流场中存在不同尺度的结构,湍流中流体微团的运动受所属流动结构的制约。提出了局部平均速度结构函数的概念以描述一定尺度湍流结构的纵向伸缩变形及其相对运动,并通过实验验证了湍流中基于一定尺度的局部结构平均概念的速度结构函数与子波变换的一致性。     

描述微裂纹成核与扩展的疲劳损伤多尺度模型及其应用

利用多尺度模拟的方法建立了针对疲劳损伤累积过程中微裂纹成核与扩展阶段的疲劳损伤多尺度模型,对模型的有效性进行了实验验证,并将其应用于变幅疲劳载荷下某装甲车传动轴的疲劳寿命评估中.研究结果表明,所提模型能同时预测宏观尺度疲劳损伤与细观尺度微裂纹的成核与扩展率,利用该模型所预测的宏观疲劳损伤值与实验所测值相符.该模型既能合理地描述宏观尺度下不同应力水平的疲劳损伤演化过程,又能综合反映细观尺度下微裂纹的成核与扩展行为.利用这种多尺度疲劳损伤模型可以预测结构在疲劳微裂纹成核与扩展阶段所消耗的疲劳寿命,为各类结构疲劳损伤累积过程评估和准确进行寿命预测提供了一种新途径.     

结构损伤一致多尺度模拟和分析方法

以一个重要的大跨桥梁为工程背景,基于非线性有限元分析软件ABAQUS,研究了大跨结构以损伤分析和状态评估为目标的结构多尺度模拟中的一系列关键理论和技术问题,包括多尺度建模方法和策略、基于子结构方法和基于多点约束衔接方法的多尺度建模过程,结构一致多尺度模型的修正和验证,以及应用多尺度模型进行结构损伤分析的方法与策略.研究结果表明,应用所提出的大跨结构一致多尺度建模方法和策略,能够有效地建立适用于实际大跨桥梁结构损伤分析的多尺度有限元模型,满足不同尺度下结构特性分析和局部损伤演化过程仿真计算的需要.而基于多尺度模型进行的局部疲劳损伤累积的仿真分析结果表明,发生于局部焊接细节的疲劳损伤与结构的局部应力响应之间有较大的耦合作用,在结构的多尺度损伤分析过程中应予考虑才能得到比较准确的寿命评估结果.     

面向结构状态评估的多尺度损伤模型

为了满足大跨结构健康监测和状态评估的需要,提出了计算结构损伤破坏的微宏观多尺度损伤模型.将结构微损伤变量定义为物质点处应力水平的函数,建立了非线性有限元模型,通过迭代求解来实现微损伤的耦合分析.为了考虑微损伤的累积效应,将结构的宏观损伤定义为微损伤的空间统计平均,选取均匀化遍历函数作为微损伤的空间分布概率密度函数,建立了宏微观损伤的关联模式,通过响应等效的方法来验证宏微观损伤关联模式的有效性.计算结果表明:耦合迭代求解技术可以降低微损伤分析过程中的网格敏感性;结构在均匀化宏观损伤下的响应与在非均匀微损伤下的响应吻合良好.采用多尺度损伤模型,可以有效实现结构的局部微损伤向均匀化宏观损伤的等效转换,有助于提高面向结构状态评估的有限元模型的计算效率.     

基于多尺度模拟的网壳结构地震损伤过程分析

近年来突发事件作用下网壳结构的倒塌事故屡有发生,如何开展此类结构在地震作用下的抗倒塌机理研究已成为确保工程结构安全的重要课题之一。为研究地震作用下空间网格结构的倒塌过程及破坏行为,进而揭示结构的倒塌机理,以网壳结构为研究对象,基于结构多尺度模型,模拟网壳结构地震作用下损伤演化的全过程。计算结果表明:多尺度损伤模型能够兼顾结构整体上的线弹性响应和局部易损部位上的塑性损伤特征,从而更有效地模拟结构的损伤破坏过程。     

信号处理中量测多尺度预处理算法

基于多尺度分析的思想,以离散小波变换为工具,结合传统的Ｋａｌｍａｎ滤波方法,给出了量测多尺度序处理的信号处理新算法。     

贺兰山岩画的多尺度非局部滤波算法

针对贺兰山岩画提出了一种新的滤波算法,该方法基于混合多尺度和非局部平均滤波的思想处理噪声图像.首先,将RGB彩色空间转换到L*a*b*颜色空间;其次,对L*a*b*颜色空间的每个分量进行多层小波变换;然后通过2种不同的策略处理粗尺度的小波系数,即对低频系数进行非局部平均滤波,对高频系数进行阈值处理,并对处理后的粗尺度小波系数进行重构得到上一层的低频图像;之后,对每一个尺度继续上面的操作直到得到最细尺度的系数,并对完全重构的图像进行非局部平均滤波;最后,将处理结果转换到通常的RGB彩色空间.大量的实验用于讨论参数的选取和算法的有效性.结果表明,该方法在计算效率、鲁棒性和视觉效果方面均优于已有的混合高斯尺度方法、多尺度双边滤波方法、非局部平均滤波方法.     

求解多尺度抛物型方程的均匀化方法

建立了多尺度抛物型方程的均匀化方法。基于均匀化理论,推导出多尺度抛物型方程相关的均匀化等式,然后用数值方法进行求解。数值结果表明：均匀化方法比传统的有限差分法有效,既大大地节省了计算量,又保持了较高的精度。     

基于多尺度的增强ViBe背景建模

提出一种基于多尺度的增强ViBe背景建模方法 mViBe.通过多尺度模型,将像素点的颜色信息与其空间位置信息相结合并通过多尺度判别,有效地降低对背景像素的误判.利用基于多重先验概率对多尺度模型进行层次化更新,提高了在多模态背景、摄像头抖动及光照变化等复杂场景条件下背景模型的鲁棒性.实验结果表明:提出的mViBe算法相比ViBe算法及其他代表性算法具有更优的检测性能,同时保持很好的实时性.     

基于结构模型的知识发现技术

将一种结构建模方法用于分析知识结构中概念之间的关系,并将其用于中医医案解析,有效地获取医案中隐含的深层次的辨证论治规律.医案实例分析结果表明,由结构分析所得到的结构模型,不仅可根据系统中少量的、零散的已知概念关系推导出其他的大多数未知的概念之间的关系,并可使得已有结构关系凸现出来.结构的图分析可展现症状的关联度和重要程度,分析结果得到了医案验证和专家肯定.     

结构损伤识别中的生物地理学优化算法

为将生物地理学优化(BBO)算法有效应用于结构损伤识别中,结合余弦迁移模型、自适应迁入函数和精英机制对算法进行改进。以简支梁结构为例,进行不同损伤情况下的损伤位置和损伤程度的识别。算例计算结果表明,改进后的算法在结构损伤识别中具有计算简便、收敛速度快、识别精度高、稳定性好的特点,相比于BBO性能明显提升,能够在结构损伤识别问题中加以有效地应用。     

基于结构测试的损伤诊断方法研究

从结构测试的角度论述了结构损伤诊断方法．该方法以结构测试为基础，将测试数据与模型分析结果进行综合分析比较，从中得到结构刚度等参数变化的信息，实现结构的损伤判别与定位定量分析．按测试方式的不同可分为基于静力测试的损伤诊断法、基于振动测试的损伤诊断法以及基于振动和静力综合测试的损伤诊断法．其中基于振动测试的损伤诊断法可进一步分为直接的系统识别方法、损伤指标法和有限元模型修正法．指出了损伤诊断方法的研究现况及存在问题，对今后研究的方向作了展望．     

一个新数论函数的均值

数论函数的性质研究在数论中占有举足轻重的地位,很多函数的单个取值是没有规律的,但是其均值往往具有非常规则的渐近公式。美籍罗马尼亚著名数论专家F.Smarandache教授引入了简单数的概念。如果正整数n的所有真因子的乘积不超过n,称n为简单数。令A表示所有简单数集合,既有A={2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,13,14,15,17,19,21,…}.容易看出n有4种情形,即n=p,n=p2,n=p3,n=pq,其中p,q是不同的素数。关于简单数的性质及相关的均值问题已有不少学者进行了研究,也获得了一系列有意义的研究成果。文中研究了一个类似欧拉函数φ(n)的新的Smarandache可乘数论函数J(n),其中J(n)为模n所有原Dirichlet特征的个数,即J(n)=n∏p|n(p-1)2.利用初等数论的方法解决了J(n)可乘数论函数在简单数序列中的均值问题,并给出了一个有趣的渐近式,即对任意x∈R,x≥3,有渐近式Σn≤x,n∈A J(n)=Dx4+Ox4ln lnx ln()x,其中D为可计算的常数。从而丰富了数论函数的内容。为以后更多的学者研究数论函数在特殊序列上的性质提供了参考依据。但是,文中只研究了此函数在特殊数列上的性质,是否在其它数列上也有简单的渐近公式值得更多的学者去讨论和探究。     

结构损伤识别中部分相关噪声模型

详细地讨论了噪声的来源和产生的物理机制,分析了经典不相关噪声模型的物理意义和适用范围,将测试噪声分为与信号大小无关的测试系统基础噪声和与测试信号幅值和相位有关的环境噪声两部分,提出与结构试验实际环境符合的部分相关噪声模型.计算比较了部分相关噪声模型和传统噪声模型下仿真测试信号的信噪比和方差比,并比较了其对结构振型的识别精度和损伤识别定位的影响.结果表明,所提出的部分相关噪声模型较为符合工程测试实际,而传统噪声模型未能有效模拟系统和环境噪声.     

网架结构损伤杆件的分区查找法

为了解决结构损伤的系统识别问题,利用子结构修正的概念,提出了将刚度矩阵分块,分区查找受损杆件的方法。以某市新华大厦新闻发布厅网架结构为工程背景计算,损伤区域能毫无遗漏地被识别出来,所提出的方法是可行的,分区查找的结果一般可以使待识别杆件数减少60％～70％。     

大跨度斜拉桥多尺度有限元模型及其修正

提出了建立大跨度桥梁多尺度基准有限元模型的基本框架和方法,首先将桥梁各节段精细建模,运用子结构技术建立桥梁多尺度初始有限元模型;然后由桥梁健康监测系统实测频率、位移和应变数据构建桥梁多尺度指标,提出了多尺度有限元模型修正方法,并运用该方法得到了桥梁多尺度基准有限元模型;最后将模型计算数据与实测数据进行了对比分析,验证了该多尺度基准有限元模型的合理性.