基于最小二乘法的单摆实验数据处理

结合单摆实验实测数据,运用origin作图软件建立数学模型和相关系数检验,采用最小二乘法计算南京地区的重力加速度,并与平均值法与逐差法进行数据处理比较。实验计算结果表明,利用最小二乘法计算重力加速度准确可靠,误差仅为0.028%。上述方法也可很好地应用于基础物理实验中其它线性关系变量试验数据的分析与处理过程。     

非均匀圆环形薄膜的离散模型轴对称振动的定性性质

本文研究非均匀圆环形薄膜的微振动,由二阶中心差分格式导出了内外边界均任意支承的圆环形薄膜轴对称振动的差分离散模型,说明了该模型属于雅可比正系统,进而引出了该系统的振动定性性质。     

采煤机整机力学模型的最小二乘解算方法

为探寻双滚筒式采煤机在不同工况下各滑靴受力的变化规律,分析整机受力状态与数学模型结构的关系,改善采煤机整机受力状态,建立采煤机整机受力的数学模型,并预先给出模型状态判断,基于最小二乘原理和广义逆,利用matlab编制计算程序,解算出不同工况下各滑靴受力的最佳逼近值,得到了煤层倾角和仰(俯)角变化对滑靴受力变化的影响曲线.结果表明:所建模型可以反映生产实际中各滑靴受力情况,利用最小二乘原理解算采煤机不相容奇异力学模型的方法有效,得到外负载与各滑靴受力的平衡变化规律.     

总体最小二乘方法在华北地区应力分析和应变参数反演中的应用

近些年来,华北地区主要受近东西向的持续性挤压应力的作用,导致了东西向的压缩和南北向的挤出运动。从运动场的空间分布来看,其运动并非均匀,与以前的认知并非完全一致。通过基于总体最小二乘的反演方法,利用2002年相对稳定的GPS速度场数据,来分析华北地区板块运动应力场。将应变参数反演结果与基于最小二乘方法得到的结果进行对比分析,发现顾及了监测点误差的总体最小二乘方法更适合华北地区的应力分析和应变参数反演。     

改进的LS-SVM数学模型的交通流量预测分析

针对交通流量数据具有非线性和非平稳性的特点,运用EMD和FOA算法实现LS-SVM核参数和惩罚系数的自适应优化选择,提出了一种基于EFLS-SVM算法的交通流量预测模型。通过EMD提取交通流量数据的细节特征和趋势特征,构建出基于EFLS-SVM的交通流量预测模型,分别进行单步、3步、5步和7步预测。通过不同交通流量预测模型的实验对比发现,EFLS-SVM算法的预测精度和预测效率均优于其他模型,从而为交通网络资源的合理配置提供科学决策的依据。     

最小延时问题GPU并行加速变邻域搜索方法

为了能够在尽可能短的时间内获得最小延时问题的优质解,提出一种运行在CPU-GPU混合环境中的变邻域搜索方法。在遗传算法的顺序交叉生成子代基因过程中,改变邻域结构以避免解方案陷入局部最优。该方法在避免局部最优问题的同时,又可以利用GPU的并行加速能力缩短算法运行时间。实验结果表明,对于大规模最小延时问题,可以在短时间内获得足够好的解。     

基于I-ELM的飞机复合材料结构损伤识别研究

针对飞机复合材料结构损伤难以有效识别问题,本文提出一种基于增量型极限学习机(Incremental Extreme Learning Machine,I-ELM)的飞机复合材料结构损伤识别新方法。首先对某型机用复合材料层合板进行冲击,而后对其进行疲劳拉伸试验,通过优化布局在复合材料层合板上的光纤光栅传感器募集应变信息,并对其进行预处理。采用互补总体平均经验模态分解(Complementary Ensemble Empirical Mode Decomposition,CEEMD)方法对募集的应变信息进行自适应分解,得到多个本征模态分量(Intrinsic Mode Function,IMF),计算各阶IMF分量的样本熵,通过核熵成分分析(Kernel Entropy Component Analysis,KECA)方法对样本熵进行特征融合,构建融合特征向量,采用融合特征向量建立基于I-ELM损伤识别模型,通过实验对损伤识别模型的有效性进行了验证,并与所构建的BP的损伤识别模型的识别结果进行了比较。结果表明,该方法能有效对飞机复合材料结构损伤进行识别,具有很好的应用前景。     

环境因素对正极性流光-先导转化过程的影响研究

在地闪连接过程中,正极性连接先导的始发和传播是决定建筑物是否遭受雷击的关键因素之一。但已有的正先导始发模型都是基于垂直于地面且形状规则的孤立接闪杆(避雷针),并不适用于形状各异的高大建筑物。因此,基于Gallimberti提出的流光-先导转化的热动力学模型,对已有的正先导始发模型进行了改进,并推广到任意形状的高大建筑物,分析了周围的环境因素(如温度、压强和湿度)对建筑物拐角位置处的正先导始发(或称为流光-正先导转化)过程的影响。结果表明:1)标准大气条件下,建筑物(长50 m、宽50 m、高100 m)拐角处流光-正先导转化所需要的最小电晕电荷量为0.522μC,转化时间为4.26μs,电晕电荷量越小,相应的流光-正先导转化的时间越长;2)当环境温度越低、湿度越大、压强越高时,流注茎-先导转化所需要的最小电晕电荷量越大,流注茎-先导的转化时间越短,其中,湿度的影响最大。     

基于离散元法的龙门山构造带隆升变形主控因素研究

为探明龙门山构造带隆升变形的主要控制因素, 基于龙门山构造带东西两侧下地壳物质层属性差异巨大的特征, 进行3组PFC2D离散元数值模拟对比实验, 将深度扩大至下地壳, 记录颗粒运动状态, 实现定量化分析。实验得到的变形结果及模型颗粒运动矢量图显示, 在下地壳物质属性无明显差异的条件下, 板块碰撞挤压应力及地壳厚度的差异不会在龙门山构造带形成巨大的地形高差。当下地壳黏度系数存在明显差异时, 软弱下地壳物质层颗粒相对运动速率为1.5~2.94 m/s, 平均运动速率为1.62 m/s, 大约是坚硬下地壳层颗粒平均运动速率的54倍。模型中部(龙门山构造带)出现隆升变形, 纵向影响范围为94.74%, 隆升幅度为19.85%。软弱下地壳上覆的中地壳和上地壳颗粒具有较大的向上速度分量, 上地壳物质层上涌趋势明显。巴颜喀拉块体和四川盆地地壳存在20 km的厚度差异, 使得龙门山构造带隆升幅度由14.79%增至19.85%。综合分析3组离散元模拟实验结果, 得出巴颜喀拉地块下地壳物质层与四川盆地下地块物质层的黏度差异是龙门山构造带垂向隆升变形最关键控制因素的结论, 在下地壳黏度结构存在明显差异的前提下, 巴颜喀拉块体和四川盆地的地壳厚度差异对龙门山构造带纵向上逆冲隆升幅度有明显的促进作用。     

祁连山不同类型植被物候变化及其对温度的响应

本文基于GIMMS NDVI数据,采用遥感物候法提取了生长季开始日期（SOS）、生长季结束日期（EOS）和生长季长度（LGS）3个植被物候指标,并借助Theil-Sen斜率与Mann-Kendall检验等统计方法和偏最小二乘分析法（PLS）,分析了祁连山不同类型植被物候空间分布规律、时间变化趋势及其对温度的响应．结果表明:1）自东南到西北方向,祁连山植被类型从灌丛逐渐过渡到草甸、草原再到高山植被,物候指标SOS逐渐推迟,EOS逐渐提前,LGS逐渐缩短．2）草甸和灌丛2种植被的物候变化最为剧烈,研究期内该2种植被的SOS均显著提前（分别为0.19和0.25 d·（10 a）?1）,EOS显著推迟（分别为0.20、0.21 d·（10 a）?1）,LGS显著延长（分别为0.39、0.46 d·（10 a）?1）;祁连山全境及主要植被的SOS均在1997—2000年发生转折,EOS和LGS的转折点均发生在2003年．3）上年秋末冬初温度对草甸与灌丛植被SOS具有正向影响,物候期前的春季温度对SOS具有显著负影响;夏秋季温度对EOS和LGS具有显著正影响．此外,最高温对物候的影响显著强于最低温,且在春夏季的个别月份,二者对物候的影响方向不同．植被物候的变化提示当地牧民在牧草种植与放牧上的调整．