数字图像融合研究现状及其评述

简要阐述了数字图像融合的发展历史，给出了数字图像融合的概念，形式及作用；分别从像素级、特征级、决策级3个方面，详细介绍了现有的数字图像融合的方法，以及各个方法的优缺点。并总结了数字图像融合的融合步骤、研究现状、当前研究热点及发展前景。     

两种土壤大孔隙结构差异的数字图像分析

运用数字图像制备分析技术对粘土和砂壤土分别进行了实验,概述了数字图像制备分析技术的过程,构建了大孔隙结构中大孔隙数目、大孔隙度、面积、周长、成圆率、平均孔径、孔隙复杂度、图像5 mm间距孔隙面积变异度和孔隙重叠度等分析指标。并通过大孔隙结构分析指标定量地分析了两种质地土壤大孔隙结构在土壤纵断面上的变化规律及差异。结果表明,由于土壤质地的不同,大孔隙数目、大小和形状在横断面上和纵断面上的分布是不同的。砂壤土孔隙在形状上的复杂程度低于粘土的形状复杂程度,且砂壤土的孔隙变异程度小于粘土,水和溶质在砂壤土孔隙中的运移比在粘土孔隙中运移容易。     

卫星遥感长江口水域水深

在分析卫星遥感水深理论模式基础上，结合长江口水域的水沙特性建立了遥感长江口水深的分段模式，给出了相应的数字图像处理方法，所得到的遥感水深图与实测水深图较为一致．     

数字式遥视设备在无人值守变电站中的应用

介绍一种数字式远程图像监控系统，阐述了该系统的基本原理、设计方案和设计参数等。该系统已在无人值守变电站中应用，取得了较好的效果。     

数字图像处理在结构优化结果提取中的应用

结构优化结果的提取和应用主要考虑如何有效地将优化结果转化为可用的CAD模型,实现CAE和CAD之间的数据共享和模型转换。基于数字图像原理提取轮廓范围及像素点坐标,根据相邻点坐标计算离散曲率,并根据曲率值对构件的边缘形状进行分类,得到拓扑优化结果。该方法提高了拓扑优化结果的精度和可用性及提取的效率,减少了人为因素的干扰,提取的模型更符合实际,有助于更好地理解和分析拓扑优化结果,对拓扑优化后处理的结果提取轮廓重构及成果应用有一定参考作用。     

数字图像技术在黄河堤坝裂缝观测中的应用

基于数字图像技术,提出了堤坝边坡位移图像的测量方法,并开发了相应的处理程序。通过室内模型试验,对堤坝模型边坡失稳过程进行了记录分析,验证了数字图像技术可以应用于黄河堤坝边坡的管理,具有良好的经济性、先进的技术性和简单、实用、省力等优点。     

数字图像技术在根石位移跟踪中的应用研究

基于数字图像技术,提出了堤坝根石位移图像测量的方法并开发了相应的处理程序。室内模型试验表明:①数字图像测量方法具有设备简单、操作简便、数据采集和处理速度快、自动化程度高、无量程限制等优点;②由于光照不均匀,因此个别图像的处理存在误差,但仍然可以满足跟踪根石位移的要求;③数字图像测量方法在根石位移监测方面有广泛的应用前景。     

全数字图像监控系统在向家坝水电站的应用

介绍了向家坝水电站全数字图像监控系统的设计思路、系统结构、组成、工作原理,以及系统操作简单、扩展方便、监视面广、可实现远程操控、图像清晰度高、可靠性强等特点。对系统运行中部分安装位置较恶劣的摄像头,采取定期进行清灰、加装除湿功能的维护解决措施;改变系统的带宽,解决可能会出现的图像延时等做了简要分析。     

基于物联网的高清数字图像监控系统在净水厂施工现场的应用

在净水厂施工现场建立一套远程高清数字图像监控系统,把施工现场的高清视频图像经过数字化处理后,通过互联网将现场图像提供给施工企业的管理者和行业管理部门,进行远程监控和应急指挥,提高管理效率,提升管理水平,同时提高施工人员操作的规范性和自觉性.     

基于图像测量的非饱和土p-s平面屈服轨迹研究

运用数字图像测量方法，测量非饱和土试样的整体变形和试样受端部约束影响较小的中部1／3区域的变形．控制吸力的非饱和压实土各向等压试验结果表明，试样整体与中部1／3区域的比体积与平均净应力的试验关系曲线存在明显差异，据此确定的LC屈服曲线也有差别．无论是试验值还是数值模型预测的结果，都是测量试样整体变形所得的弹性区较大．     

用格子Boltzmann方法模拟平板层流边界层流动

本文应用格子Boltzmann方法模拟了平板层流边界层流动。考虑到平板边界的影响，我们对模型进行了修正，在标准格子Boltzmann方程中引入压力修正项。该项满足一定的假定条件，从而消除了压缩性引起的偏差。作为算例，我们用修正的模型计算了平板层流边界层流动，并与经典的Blasius解及Lavallee的格子气自动机结果进行了比较，结果是可以接受的。     

剪切条件下单裂隙细观流动特性研究

裂隙岩体中的流体流动和物质传输主要发生在裂隙空间中,但由于裂隙结构的非均质性和应力作用的影响,裂隙介质的细观流动特性表现出较强的复杂性。本文通过扫描真实裂隙结构面获取裂隙细观结构,采用格子Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ方法模拟岩石裂隙中细观流动过程,研究粗糙裂隙在剪切条件下细观流动特征,揭示剪切错动裂隙在流速增大过程中涡流的形成和演化过程及涡流造成裂隙有效对流区减小、过流能力降低的细观机制。     

SIMULATION OF SOLUTE TRANSPORT IN A PARALLEL SINGLE FRACTURE WITH LBM/MMP MIXED METHOD

This article deals with the solute transport in a single fracture with the combination of the Lattice Boltzmann Method （LBM） and Modified Moment Propagation （MMP） method, and this mixed method is proved to have several advantages over the LBM and Moment Propagation （MP） mixed method which leads to negative concentrations under some conditions in computation. The disadvantage of LBM/MP has been overcome to a certain extent. Also, this work presents an LBM solution of modeling single fractures with uniformly or randomly distributed grains, which can provide a new path of applying the LBM in solute transport simulation in fractures.     

基于改进FV-LBM的多孔介质渗流模拟

提出了一种新的基于Brimman -Forchheimer方程的多孔介质流动格子Boltzmann法的有限体积形式（FV-LBM）。在该方法中,多孔介质效应通过将外力引入格子Boltzmann方程中,并通过以单元为中心的有限体积法求解,同时将权重的校正因子引入进来以提高数值计算的稳定性。用该方法验证了完全多孔Poiseuille流和Couette流,数值计算结果与理论解吻合较好。而且还用该方法模拟了具有均匀和非均匀孔隙度的裂隙-孔隙模型,结果表明：当达西数增加时,多孔层中的速度增加;而当裂隙区域的速度峰值减小时,速度轮廓接近抛物线。研究成果为多孔介质渗流模拟提供了有效途径。     

三维裂隙网络渗流计算的边界元法及程序

岩体力学性质受结构面控制，表现出强烈的各向异性。同时工程地质师多年的实践认为岩石结构面是具有统计性的，因此岩体结构面网络模拟成为研究岩石力性质的新方向。其中裂隙网络渗流模拟，特别是三维裂隙网络的渗流计算是结构面网络模拟研究工作的重点和难点。又由于对于具有随机性裂隙网络渗流的计算，需要多次形成裂隙网络样本，并对每个样本进行多次计算，因此对渗流计算比确定性渗流提出更高的要求。本文基于将单个裂隙看作为一个不可压缩的二维各向同性多孔介质的假定，运用加权剩余法，推导了单裂隙渗流的边界单元法公式。通过将裂隙之间的交线看作为内部边界，推导了多裂隙相交时的边界单元法公式。利用FORTRAN 90语言编制了相应的计算程序BIEMNF。为验证程序的正确性，利用计算实例进行了考核。     

粗糙床面振荡紊流边界层运动的三维格子玻尔兹曼模拟

该文采用格子玻尔兹曼(LB)方法建立了紧密排列颗粒粗糙床面振荡紊流边界层模拟的三维数学模型。收集粗糙床面波浪水槽实验结果,对水槽实验条件下的振荡流边界层进行模拟,模拟得到的平均流速、紊动特性、等效粗糙高度、摩阻系数和边界层厚度等与实验结果进行了全面对比,并对三维涡旋结构进行了分析。结果表明,所建立的LB数学模型可以合理模拟粗糙床面振荡流边界层流动,能够反映三维涡旋特性,可进一步应用于粗糙床面振荡流紊动特性以及床面粗糙参数的研究。     

Lattice Boltzmann simulation of solute transport in a single rough fracture

In this study, the lattice Boltzmann method （LBM） was used to simulate the solute transport in a single rough fracture. The self-affine rough fracture wall was generated with the successive random addition method. The ability of the developed LBM to simulate the solute transport was validated by Taylor dispersion. The effect of fluid velocity on the solute transport in a single rough fracture was investigated using the LBM. The breakthrough curves （BTCs） for continuous injection sources in rough fractures were analyzed and discussed with different Reynolds numbers （Re）. The results show that the rough frac~＇e wall leads to a large fluid velocity gradient across the aperture. Consequently, there is a broad distribution of the immobile region along the rough fracture wall. This distribution of the immobile region is very sensitive to the Re and fracture geometry, and the immobile region is enlarged with the increase of Re and roughness. The concentration of the solute front in the mobile region increases with the Re. Furthermore, the Re and roughness have significant effects on BTCs, and the slow solute molecule exchange between the mobile and immobile regions results in a long breakthrough tail for the rough fracture. This study also demonstrates that the developed LBM can be effective in studying the solute transport in a rough fracture.     

RESEARCH ON THE MIXING LAYER OF FIBER SUSPENSIONS AND DIRECT SIMULATION ON THE MOTION OF CYLINDRICAL PARTICLES

The mixing layer of fiber suspensions was simulated numerically with the spectral method and the fibers in the flow were traced individually with calculation. The corresponding experiments were made. The results show that the Stokes number of particles is the key parameter to determine the spatial distribution of fibers and the coherent structures control the orientation of fibers. Direct simulations of the motion of cylindrical particles were carried out via lattice Boltzmann method. It is found that the aspect ratio of particles has significant effects on the translation and rotation of the cylindrical particles. A new lattice Boltzmann method which is convenient to deal with the curved boundary is proposed.     

基于PEBI网格的离散裂缝油藏数值模拟研究

离散裂缝网络模型主要从裂缝的几何形状以及流动机理上对裂缝进行表征和描述,可以比较精确地描述裂缝特征及油藏的非均质性。该文结合油藏边界及裂缝的真实分布状态,将油藏划分为若干子区域,在每个子区域上布网格节点进行Delaunary三角剖分与Vornoni网格剖分,得到了PEBI网格。为了满足质量守恒,利用有限体积法进行了求解,对网格域和计算域之间的误差进行了修正。结合离散裂缝的数学模型及传导率计算法则,实现了高精度的离散裂缝油藏数值模拟,研究了大裂缝的分布、长短、与注采井的贯穿状况等因素对水驱油的推进方向、速度、见水时间、采出程度的影响规律。结果表明PEBI网格能准确地表征裂缝特征,再现裂缝的分布,正确地模拟裂缝影响下的水驱开发规律。     

Lattice Boltzmann simulations of oscillating-grid turbulence

The lattice Boltzmann method is used to simulate the oscillating-grid turbulence directly with the aim to reproduce the experimental results obtained in laboratory. The numerical results compare relatively well with the experimental data through determining the spatial variation of the turbulence characteristics at a distance from the grid. It is shown that the turbulence produced is homogenous quasi-isotropic in case of the negligible mean flow and the absence of secondary circulations near the grid. The direct numerical simulation of the oscillating-grid turbulence based on the lattice Boltzmann method is validated and serves as the foundation for the direct simulation of particle-turbulence interactions.