非线性科学及其在医学中的应用

简要介绍了非线性科学中的分形维方法和信息熵方法及其用于房颤信息的处理和分析，计算了未房颤时P波的及房颤时f波的格子维和信息熵，特别是，比较了未房颤时和发生房颤时的相关计算结果的显著差别，从而很容易判断是否发生了房颤。     

失真度标准源的类型——波叠加分类

本文对标准失真源的类型作了分析，指出了相关型标准源（周期性合成波）和不相关型标准源（准周期合成波）两种相加合成波的差别，以及使用时应该注意的问题     

AEYFI 05实验‘温度-声简正波传播时间'起伏特性研究

处理分析AEYFI 05声学实验温度链和声传播数据,研究温度时-空间统计、相关特性及其声传播时间统计特性。分析表明1号声简正波的传播时间起伏的功率谱与温跃层附近温度时间序列的功率谱存在明显的相似：在高频区域f〉30cpd呈ω-β（β≌1.7-1.8）的幂次衰减,包含相干结构。应用简正波传播时间与声速起伏的对应关系式,给出了上述对应关系的理论解释。     

微量碳纤维/树脂复合吸波材料的研究

分别研究了平行和正交排布碳纤维复合材料的微波吸收特性，并对碳纤维的吸波机理和吸波性能的影响因素（纤维间距、支数）作了初步探讨。结果表明：碳纤维平行排布吸波材料只在入射电场方向与纤维排布方向平行时具有吸波性能；随纤维间距的减小，其反射衰减曲线的最大吸收峰向高频方向移动；纤维支数增大，吸波性能增强。正交排布碳纤维的吸波性能与纤维的间距密切相关。本实验条件下当纤维间距为8mm时，可获得有效带宽4．7GHz、最大吸收峰值-21．6dB的反射衰减。     

Love波变分原理与Love面波法的反演技术

本文从Ｌｏｖｅ波的变分原理出发，导出了非均质地基土参数（如剪切波速度β、质量密度ρ）的微小扰动引起Ｌｏｖｅ波相速度ｃ或波数ｋ的微小变化的解析关系式，进而求得相速度或波数对土层参数（β、ρ）的偏微商．在利用面波法（即ＳＡＳＷ法）反演土层参数时，若以上述偏微商代替以往的割线法［１］［２］计算偏导数迭代矩阵Ａ＿Ｋ，不仅准确，而且可大大减少计算量，节约机时，提高反演速度．文末给出的实例证明了此法的合理性和实用性。     

固体板中SH型板波的二阶和频积累波发生

当各向同性固体板中传播的ＳＨ型板波模式饱含两个频率成分时,板材的非线性将导致二阶和频及差频声波的发生。本文在二阶近似条件下对此问题进行了研究,得到了如下结论：１）二阶差频声波不具有随传播距离积累增长的性质;２）两个ＳＨ型板波模式的阶数和频率满足一定关系时,二阶和频声波可以个具有积累增长的性质;３）二阶和频积累波声场呈对称性质。本文还给出满足边界条件和初始条件的二阶和频各累波解的解析表达式。     

速度照相机

为了加强交通安全管理,在交通要道设置速度照相机,以测量车辆速度和记录超速的车辆,其原理是基于多普勒效应（Doppler Effect）：当声、光或电磁波的波源本身处于运动状态之下时,观察者所接受到的频率会发生变化,并呈一定函数关系。同理,当雷达波碰到行进中车辆时,会产生反射波,而反射波讯号的频率会因车辆速度而改变,所以可以从反射波的频率测得车辆的速度,从而鉴别车辆是否超速,并启动数码相机记录违章车辆的标志数据。本文阐述这种速度照相机的工作原理和相关事项。     

C/C热防护结构弹性波仿真分析方法及损伤对弹性波的影响

热防护结构（Thermal protection structures,TPS）作为可重复使用航天飞行器的关键结构,其安全性和可维护性至关重要。已有的针对可重复使用航天飞行器TPS的结构健康监测的研究不多,特别是C/C、C/SiC等复合材料制造的TPS。针对可重复使用航天飞行器C/C TPS,研究其基于主动弹性波的结构健康监测方法。提出了一种TPS弹性波数值仿真方法,在验证方法有效性的基础上,开展了面向C/C TPS损伤监测的弹性波传播特性研究,从信号时域特征、弹性波传播波场、损伤散射信号、损伤散射信号波场及损伤因子5个方面全面分析了弹性波在C/C TPS中的传播特性及损伤带来的影响。结果表明,当分层损伤边长大于25 mm后,损伤因子剧烈变化,因此采用基于弹性波的结构健康监测方法可以很好地监测C/C TPS内部分层损伤及损伤的扩展情况。      

利用短周期地脉动推断深层地基S波速度

从二维随机波场的相关理论出发，提出了如何从短周期地脉动（频率＞０．５Ｈｚ）时域信号中计算Ｒａｙｌｅｉｇｈ波弥散曲线，进而反演深层地基剪切波（Ｓ波）速度的理论方法和分析技术，并结合实测信号的分析结果，探讨了该方法的可行性和实用性。     

浅海低频声场的水平纵向相关性

基于一次浅海声学实验数据,研究了浅海低频声场的水平纵向相关特性。利用简正波干涉理论,对实验结果中声场水平纵向相关的振荡结构与强烈起伏现象进行了分析与解释。声场水平纵向相关的振荡结构是由简正波干涉所致,该实验结果进一步验证了该现象在浅海低频条件下的普遍性。当实验中采用的爆炸声源的标称深度位于声场中某号有效简正波的一个波节附近,声源实际爆炸深度的较小变化引起该号与其它号有效简正波幅度比值的较大变化,从而在有效简正波号数较少的情况下引起了声场水平纵向相关的强烈起伏现象,该现象表明在一定条件下声源深度是浅海低频声场水平纵向相关的一个敏感参数。     

自由飞行杆撞击过程中的二次撞击区

应用瞬态波效应法,研究了自由飞行杆与固支杆共轴多次撞击问题.采用瞬态波传播理论研究撞击瞬态波的传播,应用撞击接触面内力求解撞击力响应,给出了杆多次撞击瞬态问题的理论解.通过分析杆的瞬态变形和撞击力,发现自由飞行杆与固支杆共轴撞击最多会发生二次撞击,并发现二次撞击现象并非偶然.对发生二次撞击现象的条件以及分布规律进行了研究,数值计算表明,二次撞击相当规则地分布于时间-杆长比平面内.在一定条件下,二次撞击过程具有与单次撞击过程相当的撞击力幅值,因此,对杆二次撞击问题的研究具有重要的价值.     

Evaluation of Fatigue Specimens Using EMATs for Nonlinear Ultrasonic Wave Detection

It is suggested that the waveform of the received ultrasonic wave is slightly different from that of the incident ultrasonic wave when the displacement of an ultrasonic wave and the opening width of a crack are almost same. Thus, as regarding the incident ultrasonic wave, its harmonic frequency components change as it penetrates the crack. Since, the nonlinearity of a solid material is very small compared to that of a liquid medium with a high nonlinear efficiency when used as a coupling medium, we applied an electromagnetic acoustic transducer (EMAT), which does not require a coupling medium. In addition, we tried to develop the EMAT that could alternately drive S₀-Lamb wave and fundamental Shear Horizontal (SH₀)-plate wave to detect any nonlinearity in an ultrasonic wave. We actually tested the performance using the fatigue specimens we fabricated. As a result, we observed that the harmonic components changed when we used the specimen with a specific loading condition and a specific ultrasonic mode. This is indicated that the harmonic components detection using the trial EMAT could also provide useful information on the degree of damage to any structures or any materials.     

相关函数算法在超声导波计量管道内液体流速中的应用

通过对超声导波技术在充液管道内流量计量的研究,提出了一种新的供热管路中热量表流量计量在线检测方法。试验中,因超声导波在充液管道内传播速度较快,为了准确地测量管道内液体流速对导波传播速度的影响,需要非常准确地提取导波的传播时间。分析了相关函数法在计算导波传播时间的应用原理,并通过理论分析和实验验证了相关函数法的准确性,为采用超声导波测量管道内液体流量提供理论基础。     

海洋波导条件下矢量反转镜空间相关特性

利用简正波理论,对海洋波导条件下的矢量反转镜空间相关特性进行理论分析．并利用10Hz～200Hz低频宽带信号进行仿真计算。仿真结果表明,当仿真信道与实际信道完全匹配时信道相关出现最大峰值,且峰值所在位置即为声目标所在位置。据此给出矢量反转镜被动定位仿真实例。     

基于灰关联法的爆破地震波影响因素分析

采用灰关联度分析法对影响爆破地震波参数的主要因素进行分析,建立了各因素与地震波参数之间的灰关联度矩阵.通过对灰关联度矩阵的分析,得到了影响地震波强度的主要因素是最大段药量,准优因素是分段数,因此,在进行爆破地震波参数的预报时,必须充分考虑其重要性.     

基于波叠加法的非共形近场声全息波函数的构造与选择

在传统波叠加法的近场声全息算法中通常采用单层势或双层势波函数作为积分核函数,这类波函数在全息面与等效源面非共形的情况下极易导致系统矩阵的线性相关性增强和病态加重。以往研究多侧重对病态矩阵的正则化处理,以求获得更好的计算结果。从理论上分析了传统单层势或双层势波函数导致系统产生病态的原因,进而通过对格林函数的各阶求导构造出了系列具有较强指向性的射线波函数。利用该系列射线波函数替换传统波叠加法中的单层势或双层势波函数,可以使所形成的系统矩阵呈现主对角占优且近似对称的良态形式,从而可获得更精确、更稳定的计算结果。对脉动球源、振动球源以及可叠加为任意声源外声场的一般球源进行了数值仿真。研究表明:采用高阶波函数叠加法在传统波叠加法的系统矩阵已病态且不使用Tikhonov正则化就无法获得满意计算结果的情况下,能明显降低系统矩阵的条件数,使系统矩阵良态化。因而从这个意义上说,该方法也是一种可提高重建稳定性的正则化手段。同时发现,无论是传统的单层势和双层势波函数,还是射线波函数都各有其适用范围和优缺点,因此在实际使用中应根据不同的情况选择不同的波函数以提高计算稳定性和计算效率。     

Effectiveness Assessment of the Search-Based Statistical Structural Testing

In this era of electronic health, healthcare data is very important because it contains information about human survival. In addition, the Internet of Things (IoT) revolution has redefined modern healthcare systems and management by providing continuous monitoring. In this case, the data related to the heart is more important and requires proper analysis. For the analysis of heart data, Electrocardiogram (ECG) is used. In this work, machine learning techniques, such as adaptive boosting (AdaBoost) is used for detecting normal sinus rhythm, atrial fibrillation (AF), and noise in ECG signals to improve the classification accuracy. The proposed model uses ECG signals as input and provides results in the form of the presence or absence of disease AF, and classifies other signals as normal, other, or noise. This article derives different features from the signal using Maximal Information Coefficient (MIC) and minimum Redundancy Maximum Relevance (mRMR) technique, and then classifies them based on their attributes. Since the ECG contains some kind of noise and irregular data streams so the purpose of this study is to remove artifacts from the ECG signal by deploying the method of Second-Order-Section (SOS) (filter) and correctly classify them. Several features were extracted to improve the detection of ECG data. Compared with existing methods, this work gives promising results and can help improve the classification accuracy of the ECG signals.     

缺陷/应力交互对碳钢L_(cr)波声弹性系数的影响

基于L_(cr)波声弹性理论,探讨缺陷及其尺寸对L_(cr)波评价应力的影响机理。结合"当量法"预制不同直径盲孔,采用互相关系数函数计算L_(cr)波时间差,通过线性拟合得到L_(cr)波声弹性系数,基于弹塑性变形和圆孔应力集中理论澄清盲孔直径对L_(cr)波声弹性系数的影响机理。结果表明:各直径盲孔L_(cr)波时间差随应力增大基本呈线性增加,但其非线性特征亦逐渐明显,线性阶段的最大应力值小于试样屈服强度;L_(cr)波声弹性系数随盲孔直径增大逐渐减小,并趋于平稳。分析认为,盲孔应力集中是导致上述结果的主要原因,试样各向异性组织及盲孔深度也是其重要因素。     

Research on a Diagnosis Method Based on a Correlation Integral

For the first fime,the diagnosis idea based on a correlation integral is proposed,which re-gards the correlation integral as a feature set.The correlation dimension is contained in the double-log curve of the correlation integral to scale,so extracting features directly from the correlation integral can avoid the bottleneck problem of determining the range of non-scale length.Several features extracted from the correlation integral are better than the single feature of the correlation dimension when descri-bing the signal.It is obvious that this method utilizes more information of the signal than does the cor-relation dimension.The diagnosis examples verify that this method is more accurate and more effective.     

轴向钢筋增强混凝土一维应力层裂实验研究

基于φ74 mmSHPB实验平台进行了混凝土及轴向钢筋增强混凝土（UDRC）杆的一维应力层裂实验,采用超高速相机拍摄实验中杆表面的实时变形情况,使用数字图像相关法（DIC）分析杆表面的位移场及应变场演化过程,探讨混凝土及增强混凝土在应力波加载过程中发生拉伸断裂（层裂）的规律,并进一步结合有限元分析了钢筋在层裂过程中的作用。结果表明:UDRC杆中应力波的传播满足一维应力假设;钢筋对UDRC发生拉伸层裂的影响可以忽略,而在混凝土基体断裂后将使结构保持完整;断裂试件中的裂纹在拉压应力波交替作用下反复张开闭合,随着应力波在杆中的衰减而趋于稳定;UDRC与混凝土的层裂强度基本相同,且具有相似的应变率增强效应;在实验加载范围内,光圆钢筋和螺纹钢筋的结构增强效果没有区别。