一种可传输轨道角动量的螺旋光子晶体光纤北大核心

设计了一种基于阿基米德螺线的新型螺旋光子晶体光纤,该光纤以二氧化硅为基底材料,包层由24个螺旋臂组成,每个螺旋臂包含11个小空气孔,纤芯设有大空气孔,包层与纤芯中间的环形区域用于传输轨道角动量模式。该结构在1300~1800 nm波段上可支持22种轨道角动量模式稳定传输,在1550 nm波长下,有效折射率差最高可达2.89×10^(-3),色散系数最低可达66.4 ps/(nm·km),非线性系数最低可达2.17 W^(-1)·km^(-1),且1500~1600 nm波段上的色散值变化均小于15.15 ps/(nm·km)。此螺旋光子晶体光纤不仅结构简单,且具有低非线性、色散平坦的性能,为螺旋光子晶体光纤的设计提供了思路。     

带权决策表的属性约简

属性约简是粗糙集理论的重要应用。考虑将决策表中的每行都作为一条决策规则时，若把表中出现相同决策规则的次数作为权，可得到带权决策表。提出了关于带权决策表的正域约简相应的辨识矩阵并给出了证明，从而得到了约简算法。相比于决策表中的正域约简时发现，通过将决策表转化为带权决策表后，再利用算法1进行约简时，其在一定程度上优于前者。提出了近似分类精度约简相应的辨识矩阵并给出了证明。对于2个算法，在选取的UCI数据集上进行了实验验证。通过实验进一步说明了所提出算法的可行性和有效性。     

换热网络优化的随机摄动方法及其应用

启发式算法在处理换热网络问题时具有可操作性强、搜索域大等优点,但由于局部解众多,算法很难寻得全局最优。本研究基于强制进化随机游走算法,以费用下降为强制进化方向,按照换热量最小,公用工程、流股匹配回路是否存在的优先顺序确定摄动对象;并以一定的概率对其进行随机地换热量线性变化或直接消去。重复寻找原结构下的更优分布或者新的网络结构。此外,引入梯度近似公式提高随机摄动方法的搜索精度。最后,通过计算10股流和20股流算例得到相较文献更低的年综合费用,分别为5 586 942和1 739 079$/a,证明该方法能够有效地促进换热网络结构进化,得到更优的网络结构。     

机翼极限环颤振的CFD/CSD全隐式紧耦合方法

针对轴承振动实时状态监控的需要，从符号动力学角度提出了符号聚合近似与Lempel-ziv复杂度（SAX-LZC）融合的振动监控参数。首先，以Logistic映射和Duffing方程为对象，从理论角度验证了SAX-LZC对动力学结构表征的准确性，并验证了该指标的抗噪能力和计算效率；其次，将SAX-LZC指标与信息熵、样本熵、多分段Lempel-ziv复杂度等动力学参数性能进行了综合对比；最后，从实验角度对轴承早期微弱异常进行了监测，并对轴承典型故障进行了特征提取。理论研究结果表明，SAX-LZC具有动力学结构表征准确、抗噪能力好、计算高效简洁等优点，克服了常规动力学参数工程应用能力弱的问题。实验研究结果表明，SAX-LZC对早期微弱异常有准确的监测，对不同种类故障具有较好的区分度，弥补了时域和频域对轴承微弱故障表征能力不足的缺陷，是一种轴承振动实时状态监控与故障特征提取的有效参数。     

基于拓扑单向波导的电磁诱导透明效应研究

为了研究电磁诱导透明效应在拓扑单向波导中的表现，设计了一种基于磁性光子晶体的耦合谐振腔波导。通过对谐振腔位置的调控实现了具有单向性质的电磁诱导透明效应，并利用有限时域差分仿真证明了电磁诱导透明效应在单向拓扑波导中的相关特性。该研究可为拓扑波导中实现光延迟、光开关等提供参考。     

砂土内微生物诱导碳酸钙结晶的检测方法研究

为了寻找砂土中微生物诱导碳酸钙结晶(MICP)过程的无损检测方法,采用3种粒径的砂子和两种浓度的胶结溶液进行了砂土的胶结试验,检测了砂土流出液的流量、p H值、尿素浓度和Ca2+浓度等化学指标变化情况,并对碳酸钙晶体的生成数量和分布进行了分析。试验结果显示:砂土流出液的流量和Ca2+浓度能够预测MICP过程中碳酸钙晶体的生成数量,p H值和尿素浓度能够预测MICP过程中尿素的水解程度;砂土中碳酸钙晶体的生成数量与注入的Ca2+总量呈现线性增长的关系,其线性系数可以通过砂土的粒径和胶结溶液的浓度表示,胶结后砂柱的碳酸钙分布并不均匀,小粒径的砂柱上部碳酸钙含量较高,而大粒径的砂柱下部碳酸钙含量较高。     

砂岩敏感识别因子的建立及直接提取方法

大量文献证明敏感识别因子已成功用于储层的岩性、流体、岩石脆性等的预测，但研究砂岩敏感识别因子的建立及直接提取方法相对较少。为此，根据黄珏地区浅层砂岩纵、横波速度相对较高、密度较低情况，设计砂岩敏感识别因子SF₄，避免了大部分常规岩性识别因子（速度与密度乘积形式）预测的砂、泥岩数值重叠现象；为避免二次计算产生的累计误差，推导了包含砂岩敏感识别因子的AVO近似式，引入低频软约束项补偿反演的低频信息，结合Downton的参数协方差矩阵特征分解去相关思路，利用贝叶斯参数反演方法直接估算该因子。数值试验与实际应用均证明了砂岩敏感识别因子建立与直接提取方法效果较好。     

KDP/DKDP倍频晶体主截面定位方法

KDP/DKDP倍频晶体是惯性约束聚变系统中的关键元件,其主截面方向与晶体相位匹配角、晶体吸收系数紧密相关。为了实现KDP/DKDP倍频晶体主截面方向的高精度定位,本文提出一种光强测量间接定位方法。通过激光器结合稳功率仪及半波片输出稳定线偏振光,同时旋转相互正交的起偏器与检偏器可获得晶体的最佳消光位置即为主截面方向。推导了该测量系统光强的琼斯矩阵模型,给出了光强与起偏器、检偏器角度间的关系表达式。采用最小二乘方法拟合经过起偏器、倍频晶体及检偏器的光强变化曲线,从而可精确定位倍频晶体主截面的方向。通过计算机仿真模拟和实验验证了该方法的正确性和可行性。实验表明,该方法定位的重复测量精度优于0.02°,满足惯性约束聚变系统中KDP/DKDP倍频晶体主截面的定位控制精度要求。     

基于KD树的k-means聚类算法优化

作为模式识别最基本的分类方法之一,聚类在各个科学领域的数据分析中都扮演着重要的角色.然而随着大数据的出现,聚类分析在前沿发展中不断地面临着计算复杂度和计算成本等新的问题和挑战.通过研究k-means聚类算法的时间复杂度O(nk),针对迭代过程中大量的最近邻计算和其特殊场景,引入KD树作为索引,提出了基于单KD树的近似近邻算法和基于多KD树的交叉搜索算法.将k-means聚类算法的时间复杂度降为O(nlog k),并通过实验验证,基于多树的交叉搜索算法具有与k-means聚类算法相当的聚类质量.