Implementation of road horizontal alignment as a whole for CAD

Road horizontal alignment contains three elements： straight line, circular arc, and clothoid. In AutoCAD, clothoid can only be fitted by polyline or spline, and the graphics which are separated from the road data are independent of each other. Therefore, it is necessary to develop a new curve for road horizontal alignment. Firstly, the differential approximation and series integration methods for clothoid were discussed. Secondly, the geometric formulae for road line which contain the three elements were derived as a whole Then, the advantages and feasibility of customizing a road line class, which was derived from the curve base class, were analyzed based on ObjectARX （AutoCAD Runtime eXtension） techniques. Finally, the data structure and operations for the road line class were stressed. The experimental results show that the road line can integrate the road elements, graphics and data to implement the graphics-oriented design, which can be widely used in road alignment design.     

同伦摄动法在求解非线性偏微分方程中的应用

文章主要研究了同伦摄动法在求解非线性偏微分方程中的应用问题.简要介绍了同伦摄动法,该法的基本思想是通过行波变换并结合同伦摄动理论,把求解某些非线性偏微分方程的问题转化为求解常微分方程的初值问题,最后得出近似解.文中求解了非线性平流方程和Fisher方程.结果表明,这种方法简单而有效,显示同伦摄动法具有一些显著特点,例如可以任意选取初始猜测解、不依赖非线性方程中的小参数等等,同时可以简化复杂的求解过程,它的二阶近似解就相当精确.同伦摄动方法是一种很普遍的解决非线性问题的方法.     

3D刚体摆姿态平衡流形的稳定性研究

针对3自由度(3D,3-Degrees)刚体摆姿态平衡流形的稳定性问题进行了研究。利用3-2-1欧拉姿态角的描述方式建立了3D刚体摆的姿态动力学方程和运动学方程,并对其数学模型进行了姿态约化;由3D刚体摆的约化方程解得了4组彼此不相交的一维平衡流形,对3D刚体摆的姿态平衡流形进行了讨论,并绘出其在球面的平衡流形图,利用李亚普诺夫一次近似理论讨论了这4组平衡流形的稳定性,得出结论:3D刚体摆一维平衡流形为李亚普诺夫意义下不稳定,计算机仿真验证了这一结论。     

水库优化调度中的异轨同效问题

针对确定性水库优化调度问题,引入近似最短路径方法,寻求优化调度的近似最优解,从而证实"异轨同效"现象存在的可能性。借鉴流域水文模型的"异参同效"研究成果,视隐随机调度问题中的调度规则参数为具有概率分布特征的参数,视调度目标函数为似然函数,采用贝叶斯方法估计最优调度轨迹的区间分布,开展水库调度的最优调度轨迹的等效性研究。实例分析结果表明:进行水库优化调度的"异轨同效"研究,可以估计最优调度轨迹区间,从而将传统调度的单点决策转变为区间决策,更符合调度操作实际情况。     

基于贝叶斯理论的既有钢筋混凝土框架性能退化预测模型研究

在既有钢筋混凝土建筑中,由于结构所处环境各自不同,仅基于类似既有建筑的历史记录的经验数据的预测可能会产生误导,而贝叶斯定理提供了一种综合考虑经验数据和检测数据的方法,可根据检测数据动态更新预测模型。然而在贝叶斯分析过程中需要抽取大量的随机样本,因此引入 Ｋｒｉｇｉｎｇ自适应近似模型来降低计算成本。通过和有限元模型计算结果的对比,近似模型在提高计算效率的同时,也可保证分析结果的精确度在合理误差范围内。将贝叶斯理论应用到钢筋混凝土框架结构刚度退化系数预测模型中,发现检测数据的引入对后验分布有着显著影响,结构性能的预测依赖于信息的更新,基于贝叶斯理论的预测模型可以给出符合当前工程实际情况的预测模型。     

液力减速器叶片前倾角度三维集成优化

为了对液力减速器叶片前倾角度进行参数优化,建立了液力减速器叶栅参数三维集成优化仿真平台。以叶片倾角为设计变量,三维CFD分析作为求解器进行试验设计,并根据试验样本结果构建响应面法模型(RSM)进行优化,得到一套最优的动、定轮叶片倾角参数。就叶片倾角参数对液力减速器内流场特性、制动外特性的影响进行了分析,并结合试验数据对优化前后制动性能进行了对比。结果表明,优化仿真平台精度较高,结果可信。优化后的液力减速器制动性能显著提高。     

基于Matlab的紧束缚近似下面心立方晶格s态能带三维分析

鉴于许多金属如金、银、铜及半导体材料硅、锗等的晶格结构属于面心立方晶格,因此研究面心立方晶格的能带结构对金属与半导体材料性质的认识有着重要的意义.利用Matlab对面心立方晶格在紧束缚近似下的s态能带的等能面进行计算机模拟,得到简约布里渊区内的不同能量值等能面的三维清晰图像.其中,既有类似近自由电子的准球面,也有与实验获得的金属费米面相似的曲面,直观地展现了面心立方单晶s态能带在状态空间的结构形态.     

多值神经元函数的频谱近似

为衡量多值神经元函数与其扩展频谱之间的误差,定义了多值神经元输入函数和输出函数之间的近似误差,并给出误差的下限.通过限定下限为0,给出单个p值神经元能实现的函数应该满足的充分条件,这也是单个神经元计算能力的一个衡量指标.给出了当输入函数不满足正交条件时,多值神经网络复杂度的下限.     

数字全息显微术应用于微器件的测量研究

利用数字全息显微测量的方法进行微器件测量,以实现微小形变或者微小位移的测量,继而进行反馈调节,实现实时监测.在学习数字全息的基本理论的基础上,建立无预放大数字全息显微测量系统,对MEMS微器件进行测量.基于菲涅耳近似的再现算法编写了数字全息再现的程序,用频谱滤波的方法对全息图中对图像质量有严重影响的零级项、孪生像进行了有效的抑制,从而使成像质量得到提高,最终获得了其再现三维轮廓,刻槽深度为160nm,栅距为430μm.     

局部化DQ法与MAPS方法的比较

具备局部性质的无网格方法(即局部微积分法和局部近似特别解法)通过创建局部区域并利用该区域的点构造局部低阶矩阵,然后再将该矩阵推广成全局形式,以得到一个稀疏线性方程组,从而达到有效解决大规模问题的目的。将这2种方法应用于不规则区域问题中,并给出误差比较。实验结果表明:用这2种方法求解偏微分方程具有较高的数值精度。