含导体边界的等离子体空间二维静电场PIC算法

讨论了有界等离子体区域含待定边界条件导体时,二维准静电场方程与边界条件的耦合问题。通过典型问题的具体分析,提出处理这种边界条件的PIC算法。将其用于气体放电等离子体吸波管的数值模型,给出空间电势的正确分布。研究结果对丰富PIC粒子模拟程序的应用具有重要的意义。     

电子回旋脉塞等离子体的粒子模拟

采用等离子体粒子模拟(PIC)的方法,在理论研究基础上应用电磁模型,鳊写了TE模式的电子回旋脉塞等离子体粒子模拟程序并进行了数值模拟.模拟结果表明由于相对论效应引起角向群聚,从而产生净能量的交换;回旋脉塞主要发生在ω≈ωc的横向区域,注-波互作用的结果使粒子几乎全部将能量耦合给微波.     

强流加速器中束晕-混沌的自适应控制

提出了一种新的控制方法-自适应控制方法实现了对束晕-混沌较好的控制,PIC多粒子模拟程序数值结果表明该控制器具有控制速度快、控制效果好、无须对增益因子进行准确计算等优点,从而具有较好的应用前景.     

加速器束晕控制中填充因子对束半径的影响

运用PIC多粒子模拟程序，采用延迟反馈控制器，通过数值模拟，研究了K－V分布束束晕－混沌控制中填充因子对离子束最大半径的影响。通过绘制最大半径随填充因子变化的曲线图，分析曲线图的特点，得到了对最大半径控制效果最好的区域，同时验证了呼吸模型的正确性。     

真空相移对束晕-混沌控制影响的一些研究

运用PIC多粒子模拟程序及延迟反馈控制器，通过数值模拟，研究了K—V分布束束晕-混沌控制中真空相移对束晕-混沌的影响，得到了控制效果最好的真空相移的范围，为强流加速器工程实现提供了有用的参考．     

强流加速器束晕控制中填充因子对束粒子密度的影响

运用PIC多粒子模拟程序，采用延迟反馈控制法，研究了离子束在运行过程中粒子分布情况．通过分析比较，得到了对束晕进行有效控制后的粒子分布规律，为强流加速器的应用提供了有用的参考．     

压铸充型过程的SPH方法建模及数值模拟

基于欧拉描述的数值方法在求解压铸充型过程自由表面问题时存在一定困难.为提高自由表面数值模拟的准确性,建立了基于纯拉格朗日描述的压铸充型过程光滑粒子流体动力学(SPH)方法计算程序.引入Monaghan边界模型建立了型腔壁面边界条件,通过划分入流区域粒子和流体粒子满足了入流边界条件.采用所编制的程序计算了Schmid验证...     

微生物连续发酵系统参数辨识与优化算法

考虑3-HPA对细胞生长的抑制作用和底物与产物的跨膜运输方式,建立了能更好描述微生物连续发酵过程的新的数学模型,以计算值与实验稳态数据之间的平均相对误差为优化目标,以多个动力系统为状态约束,建立了参数辨识模型,证明了该辨识模型的参数可辨识性,并构造了改进的粒子群(PSO)算法求解该辨识模型.数值结果表明该新的动力学模型能更好地描述实际微生物连续发酵过程.     

基于半经验融合方法的锂离子电池剩余寿命预测

针对锂离子电池剩余使用寿命预测中机理模型建立复杂、数值求解困难,而纯数据驱动方法通用性不强的问题,提出了一种基于高斯拟合模型和粒子滤波算法相结合的半经验融合预测方法。首先设计并实现锂离子电池寿命衰减实验采集多组数据,其次利用MATLAB工具进行数据预处理并利用高斯拟合方法建立寿命衰减规律描述公式,再基于此建立寿命衰减状态空间模型和观测模型,最后利用粒子滤波算法进行跟踪预测。结果表明此预测方法能达到小于5%的预测精度。     

用于机动目标跟踪的多模型概率假设密度滤波器

针对概率假设密度(PHD)滤波器在多目标跟踪问题中无法解决目标发生较大机动时的目标丢失问题,提出了一种多模型概率假设密度(MM-PHD)滤波器.这种MM-PHD滤波器在粒子PHD滤波器的基础上,使用多模型方法对滤波器中每个描述目标状态的粒子的状态进行更新,再将更新后的粒子代入传统的PHD滤波器中用于估计目标的PHD的分布.该滤波器结合PHD滤波器和多模型方法的特点,可用于目标数未知的多机动目标跟踪,且对目标的数量和状态的估计更加准确.多机动目标跟踪的仿真实验表明,与已有方法相比,该滤波器对目标数的估计与真实情况基本一致,描述多目标状态估计误差的Wasserstein距离值降低了50%以上.     

基于GSM和PIC单片机的可燃气体监控系统设计

为准确、高效、实时地对可燃气体进行远程监控,设计了一种基于GSM短消息和PIC单片机的可燃气体监控报警系统。本文详细阐述了系统的组成结构和软硬件设计方法。以PIC16F877为控制核心,利用红外线IR-622传感器来采集可燃气体浓度,并通过GSM无线模块把情况信息传输到用户手机。经测试,该系统使用方便、稳定,具有广阔的应用前景。     

煤岩瓦斯抽放固结数学模型及应用

基于煤岩弹性变形理论和瓦斯渗流理论,建立了煤岩瓦斯抽放的弹性固结数学模型,给出了模型的有限元离散方程,并开发了相应的数值计算程序.利用建立的模型和程序模拟了辽宁某瓦斯抽放井抽放过程,结果表明由于考虑了煤岩应力和变形对瓦斯渗流的影响,瓦斯压和应力分布更符合实际情况,这为煤层瓦斯抽放模拟提供了一个新的手段.但没有考虑煤岩破坏对瓦斯渗流的影响是模型的一个缺陷.     

New Parallel Interference Cancellation Scheme for DS／CDMA Systems

This paper proposes a new multi-stage parallel interference cancellation scheme by modifying the conventional multi-stage parallel interference canceller (PIC). At each stage, it first converts the interference-cancelled outputs from previous stage into the a prior information, in terms of which the bit mean values are computed and the multi-access interferenee (MAI) for each user is evaluated, and then an interferenee cancellation is performed to obtain further interference suppression. To reduce the implementation complexity, wegive an approximation expression for bit mean value. The performance over AWGN channel is analyzed and compared to the conventional PIC. The user number K= 7 and spreading factor N= 13 are chosen as simulation parameters. The computer simulation results show that the proposed PIC has better performance than the conventional PIC both with 2 interference cancellation (IC) stages, at bit error rate of 10^-3 , for example, about 3 dB performance gain is obtained by using the proposed PIC. It is also shown that our proposed PIC with 1-stage is superior to the conventional PIC with 2-stage in performance, which is of practical value because PIC with fewer stages can bring about shorter processing delay.     

New parallel interference cancellation for convolutionally coded CDMA systems

Based on BCJR algorithm proposed by Bahl et a/and linear soft decision feedback, a reduced-complexity parallel interference cancellation (simplified PIC) for convolutionally coded DS CDMA systems is proposed. By computer simulation, we compare the simplified PIC with the exact PIC. Itshows that the simplified PIC can achieve the performanceclose to the exact PIC if the mean values of coded symbols arelinearly computed in terms of the sum of initial a prior loglikelihood rate (LLR) and updated a prior LLR, while a significant performance loss will occur if the mean values of coded symbols are linearly computed in terms of the updated aprior LLR only. Meanwhile, we also compare the simplifiedPIC with MF receiver and conventional PICs. The simulationresults show that the simplified PIC dominantly outperformsthe MF receiver and conventional PICs, at signal-noise rate(SNR) of 7 dB, for example, the bit error rate is about 10 4for the simplified PIC, which is far below that of matchedfilter receiver and conventional PIC.     

微波击穿中压强对电子弛豫过程的影响

通过联立电子密度和电子能量随时间的演化方程构建全局模型,对不同压强下高功率微波(HPM)脉冲氩气击穿及电子弛豫过程进行了研究。计算了不同压强下的氩气击穿阈值,其与粒子模拟蒙特卡罗碰撞(PIC/MCC)法预测的结果符合得很好。通过引入复合率和扩散率的经验表达式,得到了不同压强下,弛豫过程中电子密度和电子能量随时间的变化。结果表明,氩气击穿发生后,电子密度先经历短暂的增长后逐渐下降,且压强越高,电子密度的最高值越低。在电子弛豫过程中,随着压强的增加,电子密度下降得更慢,而电子能量减小得越快。     

气力输送的数值模拟研究

对气相湍动能采用修正的κ-ε二方程模型,颗粒相湍动动能采用颗粒动力学方法,发展建立了气力输送的数学物理模型和计算方法,就垂直管中圆柱坐标系下二维悬浮稀相和密相动压气力输送过程进行了初步数值研究,所得结果(包括管压降、气固速度分布、一定输送量下最佳经济速度等)与文献实验结果吻合,为进一步用该法研究气力输送打下了基础.     

移动机器人的并行免疫计算模型

为了支持未知环境下移动机器人自主导航，提出了移动机器人的并行免疫计算模型，为解决其在线导航优化、病毒／路障识别和计算效率问题提供了基础组织。免疫计算模型分为固有免疫计算层、适应性免疫计算层和并行／分布式计算层，并行免疫计算模型建立在此3个免疫计算模型基础上。探讨了移动机器人并行免疫计算模型的负载极限和负载平衡，分析了此类移动机器人系统的鲁棒性；提出了移动机器人并行免疫计算模型用于路障识别的方法。移动机器人并行免疫计算模型的复杂性分析及仿真结果表明，并行计算能提高其效率；仿真结果表明，移动机器人可消除病毒，并具有较高计算性能。     

考虑应力敏感和水力裂缝方位角的页岩产能模型

产能预测对页岩气的高效合理开发有着重要的作用，而目前国内外对于页岩气分段压裂水平井产能的研究没有同时考虑到天然裂缝应力敏感和水力裂缝形态及渗流特征对产能的影响。为此，根据双重介质渗流理论，综合考虑了页岩储层的吸附解吸、扩散运移、天然裂缝的应力敏感效应，建立了页岩储层渗流模型；同时考虑水力裂缝的有限导流能力、裂缝方位角等因素，利用点源函数方法将裂缝离散，之后叠加建立水力裂缝模型，最后将两种模型耦合得到页岩气藏压力水平井不稳定渗流模型和产能模型。根据已建立的页岩气压裂水平井产能模型，编程计算出产能特征曲线；通过对比模拟结果分析出，与实例类似的页岩气压裂水平井的最优水力裂缝导流能为15~18 D·cm，最优缝长分布方式为外高内低的U型，最优水力裂缝间距分布为等间距分布；模拟结果与页岩气井的现场数据的对比，也验证了该模型的准确性。该研究对页岩气开发有着重要的指导意义。     

页岩气藏压裂缝网扩展流动一体化模拟技术

页岩气藏天然裂缝分布复杂,地层非均质性强,水平井压裂技术是开发的必要手段,建立页岩气藏压裂缝网扩展与流动一体化模拟方法对于制定生产方案及评价压裂措施具有重要的现实意义。采用基于闪电模拟的油藏压裂裂缝网络扩展计算方法来模拟页岩气藏多分支裂缝网络形态,在此基础上进一步运用嵌入式离散裂缝模型（EDFM）来定量表征页岩气藏有机质-无机质-裂缝网络之间的复杂流动机制,从而实现页岩气藏压裂缝网扩展流动一体化模拟。基于该方法建立了200 m×200 m的地质模型进行缝网形态模拟以及流动表征,通过缝网扩展模拟方法得到裂缝网络分布规律,在此基础上基于嵌入式离散裂缝模型进行流动模拟,得到模型生产200 d后的含气饱和度分布以及产气量分布曲线。同时,基于本文模型分析了压裂液注入压力、分形概率指数、压裂液黏度以及裂缝网格精细程度等参数对裂缝网络形态、含气饱和度分布以及页岩气产量的影响。研究表明,压裂液注入压力越高分形概率指数越小、压裂液黏度越小裂缝扩展范围越大、含气饱和度下降范围越大单井产量越高,裂缝模拟精度会显著影响产量误差。基于该页岩气藏压裂缝网扩展流动一体化模型可以大规模模拟页岩气藏缝网形态以及多重介质复杂流动,为评价页岩气藏压裂施工好坏以及产量预测提供了有效的帮助。