基于空间分数阶复扩散的地震勘探噪声压制

沙漠地震勘探数据信噪比低,随机噪声主要为非平稳、非高斯的低频色噪声,利用常规噪声压制方法很难有效辨识与表征地震勘探信号,导致弱纹理结构信号的损失。针对此问题,引入分数阶梯度算子,提出空间分数阶复扩散随机噪声压制算法。该算法利用空间分数阶梯度增强地震信号的弱纹理和细节,在复扩散框架下,根据同相轴结构控制扩散强度。实验采用合成地震勘探数据和实际沙漠地震勘探数据评估算法性能,结果表明,提出的空间分数阶复扩散滤波算法可压制沙漠勘探随机噪声并保留有效信号结构。     

广义Motzkin序列的Hankel行列式

基于经典的Motzkin路引入一类新的加权Motzkin路的定义.用这种路给出一类Riordan矩阵组合解释,并得到Riordan矩阵首列元素(广义Motzkin序列)的加法公式.利用此加法公式和Riordan矩阵的生成矩阵将广义Motzkin序列的Hankel矩阵进行分解,从而得到广义Motzkin序列的Hankel行列式的一般公式.通过将Motzkin路的权特殊化,得到一些组合序列的Hankel行列式.     

反结构切换混沌系统

通过设计切换函数,将两个互为反结构的子混沌系统联合构成一个新的自动切换混沌系统。针对系统的耗散性、吸引子存在性、平衡点及其稳定性等进行理论分析,并采用Matlab软件绘制切换系统的吸引子相图、功率谱、分岔图、李雅普诺夫指数谱、庞加莱截面图等,证实其混沌特性。最后,基于混沌电路理论设计切换系统的模拟电路,采用Multisim软件运行该电路,并对虚拟示波器生成的吸引子进行实时观测,观测结果与理论分析和数值仿真结果相符,验证了该切换混沌系统的可实现性。     

一类修正Hager-Zhang共轭梯度法的收敛性及其数值实验

为有效提高求解无约束优化问题的计算效率, 提出一类新的修正Hager-Zhang共轭梯度法, 该算法不依赖线搜索, 具有充分下降性和信赖域性质. 理论研究结果表明, 在常规假设条件下, 新算法不仅在弱Wolfe-Powell线搜索下对一般函数全局收敛, 且对一致凸函数具有R-线性收敛速度. 数值实验结果表明, 新算法比经典Hager-Zhang算法及其两个修正算法性能更优.     

功能梯度仿生头盔防护性能与头部损伤分析

为了提高摩托车头盔防护性能降低头部损伤风险,本文引入功能梯度仿生泡沫结构替代传统头盔的均匀密度泡沫衬垫.通过头盔耦合生物力学头部有限元模型,获取撞击过程中头部质心加速度、生物力学响应和头盔结构响应,综合分析不同密度梯度方案对头盔防护能力的影响.结果表明,功能梯度泡沫结构在中高速冲击下有更明显的优势.相比传统头盔吸能缓冲层的均匀泡沫密度方案和新型头盔的正/负密度梯度方案,最大密度为80 kg/m3的负密度梯度泡沫设计方案可以更有效改善头盔结构碰撞响应并降低碰撞过程中头部损伤,且随着密度差的增大,负密度梯度头盔的防护性能得到了进一步提高.     

共轭梯度法在弹塑性模型数值实现中的应用

基于Jacobian矩阵的奇异和不收敛特性,分析了弹塑性本构模型的组成和算法。将牛顿?最近点投影法（Newton?CPPM）隐式算法中高度非线性方程组的求解问题转化为求最小值问题,通过采用共轭梯度法求解该最小值来实现对传统隐式算法的改进。最后,以考虑软土结构性的Saniclay模型为例,在单元体分析计算的基础上,考虑不同的应变路径和初始应力状态,对传统隐式算法和改进隐式算法在计算收敛性、计算精度和计算效率方面进行对比,并通过工程算例检验传统隐式算法和改进隐式算法之间的差异。结果表明：相较于传统隐式算法,改进隐式算法能够有效提高计算效率和收敛性。     

反硝化生物滤池深度脱氮中试运行效能及微生物菌群分析

以污水处理厂二级出水为原水,开展了水力负荷、碳氮比和温度等关键参数的中试运行效能研究。中试系统中主要利用外加碳源而不是二级出水原水中的有机物进行反硝化,较优的水力负荷和碳氮比分别为5 m·h^-1和4,对化学需氧量（COD）和总氮（TN）的去除率分别为62.8%和67.3%;在温度为15~27 ℃时,中试系统的出水TN稳定在10.0 mg·L^-1以下。中试系统中,不仅Hyphomicrobium和Methyloversatilis等传统反硝化细菌的相对丰度较高（占25.12%）,Methylotenera和Paracoccus等同步硝化反硝化细菌的相对丰度也较高（占33.29%）,以上优势菌种的存在保证了系统的高效脱氮效果。     

基于加权信息量法的福州地区地热资源模型构建研究

地热资源是一类备受青睐的新型绿色能源,虽研究已久但缺乏结合多源环境因子进行建模研究。以福州地区为研究区,利用城市热异常越级融合提取算法（UTLFAE）处理由Landsat8反演所得的地表温度消除城市热岛,将燕山期侵入岩划分为早期与晚期两个证据因子作为改进,使用加权信息量模型融合地质背景、地理背景、地球物理3类数据共7个因子进行建模,并结合地热温标对圈定的地热潜力区进行验证。研究发现,城市热异常越级融合提取算法能兼具大窗口与小窗口的提取特性从而尽可能地完整识别出城市热异常区域,主要水系对福州地区地热资源影响最大,燕山早期侵入岩对福州地区地热资源的影响大于燕山晚期侵入岩。ROC曲线评价结果显示,加权信息量模型预测能力优于信息量模型。福州地区地热资源模型表明,高地热潜力地区的分布与主要水系的分布具有明显关联性,市区、县区附近区域的地热潜力均较高并以福州市区、永泰县区、连江县区3处最为突出。永泰县区、连江县区能作为地热生态示范区与地热旅游品牌建设的优选区,未来可以考虑在闽侯光明、闽清汤兜两处开展干热岩远景勘探与研究。     

梯度直方图约束的多尺度块先验模型

块先验模型在图像复原领域取得了较大的成功,但其整体模型强制局部性的缺点,易出现局部伪影、视觉观感较差的问题,提出一种新的集成多尺度块先验和梯度直方图先验的图像复原方法.对原始图像实施滤波和下采样以保持尺度不变性,在多尺度上施加同一局部块模型,即保持块低维模型的简单性,又在图像较大区域实施非局部性;将梯度直方图全局统计先验加入正则约束中,利用Wasserstein距离对复原图像与参考直方图的相似性进行度量.借助半二次分裂和最优传递理论,求解所提出的模型.通过在图像去噪和去模糊实验,相比传统方法无论在客观质量评价还是视觉观感上都更有优势,验证了方法的有效性.     

基于梯度方向的反马赛克算法

目前数字图像采集系统中采用的反马赛克算法存在插值伪像严重、算法计算量大等问题.为了解决上述问题,本文提出了一种基于梯度方向的反马赛克算法,可提升实际应用中反马赛克处理性能.计算当前像素位置水平和竖直梯度,并据此完成G分量的插值恢复,采用双线性插值完成R分量和B分量恢复并用G分量进行校正处理.从复合峰值信噪比（CPSNR）以及计算量两方面将本算法与其他典型算法进行对比,本文算法以更低的运算量,获得优秀的反马赛克性能.这种高性价比的特点有利于其未来完成硬件电路实现,并应用于实时成像等高技术领域.