基于有限元-无限元耦合的2.5D直流电阻率数值模拟

为了解决传统有限元截断边界所引起的问题,提出一种新的2.5D直流电阻率有限元-无限元耦合数值模拟方法。首先推导无限元2.5D单元映射函数,然后提出一种无限元形函数,将其与传统有限元相结合,取代传统的混合边界,使得电位在无限域内连续并在无限远处衰减为0 V,最终形成的刚度矩阵稀疏对称并与场源位置无关。研究结果表明：在相同的网格剖分下,有限元无限元耦合方法比传统有限元法能够在边界测点处得到更高的计算精度,能够在较小的计算范围内得到更优的计算结果,从而有利于减少节点数,提高计算速度;由于系数矩阵不随场源位置改变,有利于加速反演计算。     

一种时空阵列电磁数据处理模型

为解决常规电磁数据处理方法输入端相关噪声难以压制的瓶颈问题以及输出端单站处理难以满足阵列观测数据处理需求的问题,提出一种阵列电磁数据处理新模型.在输入端,假设天然电磁场、人工电磁场及不可控人文电磁场同时入射地球表面,组成系统的输入,且随时间变化,构成空间阵列场源在不同时刻对系统的输入时空阵列.在输出端布设多个空间测站,...     

基于数学形态滤波的大地电磁强干扰分离方法

针对矿集区大地电磁信号采集过程中常引入强噪声干扰等问题,采用数学形态滤波对大地电磁强干扰分离方法进行研究。在仿真信号中加入常见的强干扰来检验形态滤波的降噪能力,根据噪声类型选取不同结构元素尺寸及大小,并将形态滤波应用于实测大地电磁数据的降噪处理。采用非线性共轭梯度法进行反演,考查形态滤波对提高大地电磁测量数据质量的改善情况。研究结果表明:数学形态滤波能有效消除大地电磁强干扰中的大尺度干扰和基线漂移现象,重构信号基本保留原始大地电磁信号特征,改善大地电磁测深数据质量。由于该方法原理简单、并行运算速度快,具有较好的应用价值,适合于矿集区海量大地电磁强干扰分离。     

探地雷达信号奇性检测及去噪

探地雷达信号十分复杂,包含各种干扰,使得实时记录图像多变且不易分辨,利用小波变换空间域一频率域双重局部性的特点,对雷达信号进行奇性检测,不仅能确定信号奇性的空间位置,还能压制噪声．     

一种基于Radon变换的车牌图像分割和识别方法

从Radon变换的定义出发 ,论述了Radon变换检测直线的原理 ,并将它应用于车牌图像分割 .在 1幅含有车牌的图像中 ,进行边缘检测后 ,车牌所在矩形框往往是由多条直线组成 ,当投影方向与直线方向一致时 ,Radon变换取局部极大值 .由此 ,首先找出Radon变换在 0°附近的局部极大值 ,该值对应于原始图像中的 1条接近垂直的直线 ,然后 ,寻找次局部极大值 ,对检测出来的若干条这样的直线聚类 ,根据计算结果沿垂直方向剪切原始图像 ;同理 ,找出Radon变换在 90°附近的局部极大值 ,沿水平方向剪切原始图像 .这样 ,可将车牌所对应的矩形从复杂的背景中分割出来     

基于聚合型代数多重网格法的三维直流电法自适应有限元正演

在各向异性、起伏地形、真实地质模型电法模拟中,经自适应有限元离散后形成的大型稀疏线性系统存在内存消耗高、求解效率低等缺陷。为此,提出了聚合型代数多重网格（AGMG）法与自适应有限元法的联合算法,在提高正演精度的同时提升计算效率,实现复杂模型三维直流电法大规模正演模拟。对于三维直流电法满足的二阶椭圆边值问题,采用非结构化四面体网格的有限元法离散,并通过自适应策略进行局部加密,再利用AGMG法求解离散形成的大规模稀疏线性方程组。最后,通过复杂地电模型和实际地质模型验证了联合算法的有效性。在千万级自由度的求解中,联合算法比传统迭代法快了20多倍,比代数多重网格法快了近10倍,随着模型复杂度的提高,联合算法的效率优势更加明显。     

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。     

基于顺次分配机制的无人装备体系架构方案空间搜索方法

当前战争愈加复杂, 如何设计和选择最优无人装备体系以完成使命是一项难题。针对该问题, 提出一种无人装备体系架构超网络模型和一种方案空间搜索算法。首先, 基于作战能力生成要素给出了无人装备体系形式化描述框架。其次, 提出了无人装备体系架构方案空间搜索问题框架, 其目标是寻找到使预期收益最大化和使累积成本最小化的最优架构。然后, 提出了一种基于顺次分配机制的最优架构方案动态搜索算法。最后, 通过仿真实验检验了该算法。实验结果表明,该算法明显优于其他几种基准算法,提出的架构框架和方案空间搜索算法具有辅助决策的价值。     

被动源电磁测深三维有限元数值模拟

从基于电场的双旋度方程出发,针对被动源电磁测深法中的三维正演问题进行了有限元数值模拟.首先推导了被动源电磁法中电场所满足的矢量波动方程,然后从变分原理出发,得到其变分形式,通过有限元分析,最后形成大型复系数线性方程组.采用LDLT预处理共轭梯度法,降低了矩阵的条件数,提高了解方程组的速度.建立了一个典型的3层地电模型,得到了地表电磁场分布及其主测线视电阻率和阻抗相位,视电阻率平均相对误差为2.06%,阻抗相位平均相对误差为0.734%,满足实际要求,同时也验证了程序的正确性.     

裂隙灯显微图像角膜的快速、自动三维重建

角膜病变大都与角膜的几何形状的改变密切相关,快速自动的显示角膜三维形状对角膜疾病的诊治具有重要意义。提出了一种基于裂隙灯显微图像的快速、自动的角膜分割、重建方法。基于蓝色分量水平投影累积量实现了角膜快速定位。采用颜色聚类分割出角膜部分。利用一种基于曲线拟合思想的方法去除大目标周围小噪声。对于病变严重的角膜我们采用面积最大的方法识别角膜,去除噪声。采用三次样条曲线插值角膜的内外表面。在基于模型的配准中,利用角膜的对称性,设计了配准模型。实现了面绘制的角膜重建。提出方法不需要人工交互,重建速度快。重建效果较好。