滴灌用泥砂分离器的性能预测与改型设计

为了改善滴灌系统泥砂分离器的性能,利用CFD软件对旋流式固液分离器内固液两相流场进行三维数值模拟.针对计算与试验结果分析原型机流场存在的问题,根据水力旋流器分离旋流动力学要求和数值模拟结果对泥砂分离器进行改型设计.通过改变分离器进口、溢流口形状与尺寸、圆锥体与分离柱高度的比值等,寻求分布合理的内流场,使改型后的泥砂分离器具有符合设计要求的分离性能.改型后的泥砂分离器具有更高的分离效率和较低的压力损失,试验结果与预测结果比较吻合.     

复杂地表区波动方程基准面校正方法

在分析波动方程基准面校正原理的基础上,提出了“相移一时移法”波场延拓算法,将相移算子分解为偏移算子、延拓算子和时移算子,并修改了Stolt公式,使得波动方程基准面校正能适应地表起伏剧烈、近地表速度纵横向变化剧烈的复杂地表条件。用编写的软件对复杂地表区的实际资料进行了试算,处理结果表明,用“相移-时移法”进行波动方程基准面校正能很好地消除起伏地表和复杂地表结构对数据的影响,为速度分析和同相叠加奠定良好的基础。     

医学图像体分割的特征聚类算法

为提高三维医学数据场的分割效率和准确率,本文利用特征聚类技术,提出了一种新的基于改进K-means聚类的三维医学数据场的体分割算法.根据医学数据的物理意义和医学特征分析,对数据场进行预处理,以加快后继处理速度;分析推导了基于改进K-means聚类的分割算法,并改进了算法采样技术,减少需要计算的像素数目以进一步提高处理速度.实验结果表明本算法不仅能够提高三维医学组织的聚类分割精度至96％,而且能够提高66％的模型处理速度.     

外部扰动对耦合基因调控系统振荡同步性的影响

用数值模拟的方法研究了平均场耦合基因调控系统振荡同步性.结果表明:通过调节耦合基因调控系统的控制参数可以调控系统的同步性;对处于稳定态和振荡态的系统,噪音的引入都能够增强系统的同步性,且振荡态下噪音的同步性增强效应更明显;耦合系统的异质程度、耦合强度对同步性有重要影响,存在最佳耦合强度使得系统的同步性达到最佳;外信号的引入可以提高系统的同步性.耦合基因调控系统的振荡同步性对外信号的频率变化不敏感.     

基于模拟退火法的水力压裂裂缝参数反演

提出一种基于模拟退火的水力压裂裂缝参数反演算法,并以合成的倾斜场数据为例,对水压裂缝的中心位置、倾向、倾角和体积等参数进行了反演试算。试算结果表明,与传统的梯度法或贝叶斯反演方法相比,这种新方法在有效估算水力压裂裂缝关键参数的同时,显著地扩大了目标函数的收敛区域,降低了算法对裂缝参数初始值精度的依赖程度,提升了反演算法的适用范围,并且不需要任何裂缝参数的先验信息。该研究为水力压裂过程中裂缝参数的实时解算提供了算法基础。     

低复杂度高度场的通视性研究及快速光照计算

为快速判断高度场场景点的通视性和可见范围, 满足交互式应用的需要, 提出低复杂度高度场基于可见二叉树的凸包树简化方法。通过对高度场数据在8个方向的线性扫描, 确定每个高度场数据点的最大方位角, 构造凸包树型结构; 对凸包树信息进行分析, 构造可见性二叉树作为方向扫描存储结构, 在光照计算过程中有效提高可见点的搜索算法效率; 结合阴影图的间接光照计算, 实现了交互式帧率的动态低复杂度高度场绘制效果模拟, 降低计算成本。     

空间光学敏感器/探测器荷电粒子屏蔽技术综述

空间光学敏感器/探测器是航天器的重要组成部分或重要类型,然而大量存在的空间荷电粒子会造成探测器件本底噪声及性能损伤,对空间探测任务产生不良影响。目前对空间荷电粒子的影响缺乏定量评估手段,广泛采用的质量屏蔽、磁偏转和反符合技术在空间荷电粒子屏蔽方面均存在局限性。在对上述方法进行综述的基础上,提出了基于电磁复合场的空间光学敏感器/探测器荷电粒子屏蔽装置的设计思路。     

基于势能场的大规模人群运动模拟

针对大规模人群运动模拟中计算效率较低、实时性较差的问题,提出一种在智能体模型中引入势能场的新方法.该方法主要运用势能场来构建环境模型场力图,智能体通过感知获取环境信息,并规划初步行动路线;利用场力图,智能体再进行避免碰撞的行为决策.实验仿真表明:势能场的引入使感知计算在障碍物生成时就进行,避免了运动过程中还须要对静态障碍物进行计算,实现了预先计算的控制机制,使得大规模人群运动模拟的帧速率有较大提高,在保证准确性的同时还能提高效率.     

基于M-PML边界的Lebedev网格起伏地表正演模拟方法及稳定性分析

贴体网格作为一种"边界拟合网格",能改善传统有限差分处理起伏地表时由阶梯状网格存在所产生的虚假绕射。此外,完全匹配层(PML)技术被证明是一种能够有效消除虚假反射的重要边界条件,但采用自由地表模拟面波时,传统PML易产生不稳定现象。为实现起伏地表自由边界条件下稳定的地震波场模拟,发展一种基于弹性介质的全交错-Lebedev网格有限差分方法,并将边界条件扩展为多轴完全匹配层(M-PML)。在实现算法的基础上,通过模型试算验证新方法的正确性;并对比几种不同完全匹配层技术的稳定性差异,解释PML边界产生不稳定的机制。正演模拟结果表明,M-PML在处理起伏地表面波模拟中有更好的稳定性。     

晶界位错运动的空位晶体相场模拟

【目的】研究不同形式的应力对位错运动形式的影响。【方法】通过添加空位自由能项修正晶体相场模型(Phase-field-crystal model,PFC model),得到空位晶体相场法模型(Vacancy phase-field-crystal model,VPFC model),并采用VPFC模拟小角度晶界(Grain Boundary)在外加单方向应力作用下的变形过程。【结果】在外加单方向应力作用下,小角度晶界位错组作攀移运动时系统自由能增加,位错组滑移时出现系统自由能下降和位错反应等现象。x方向拉应力促使位错发生负攀移,压应力促使位错发生正攀移。【结论】VPFC模型可有效模拟晶界位错、空位等微结构演化过程。