非光滑结构表面声学边界元法中奇异积分计算方法

提出了采用三角形或四边形改进的二次插值函数,并结合局部极坐标变换或引入退化单元的方法,解决了任意三维非光滑结构表面声学计算边界元法中的奇异积分问题。通过计算脉动球源和立方体的表面辐射声压,证明了方法的有效性和对任意非光滑结构表面的适应性,该方法具有精度高和收敛速度快的特点。     

基于随机场和Monte-Carlo法的随机有限元分析

首先利用所分析的工程结构建立随机场,对随机场进行离散处理,然后求得所需的特征量协方差矩阵,把协方差矩阵进行Choleskv分解,用Cholesky分解后的特殊矩阵与对随机变量随机抽样得到的随机数矩阵作用得到所需随机变量的随机数,对进行随机场离散后的模型再进行有限元网格的离散,在此基础上对所建立的模型用有限元法进行求解.用Matlab编程来实现以上的分析和处理过程.通过算例表明:结合随机场和Monte-Carlo法与传统的monte-carlo法相比,在保证计算精度的前提下,可以有效地减少随机抽样的次数.     

一种单位分解三角形单元及其在动力响应分析中的应用

基于单位分解方法,使用通常的三角形"单元"形函数作单位分解函数,多项式基函数用来作局部近似函数,提出有限元无网格耦合三角形单元.该三角形单元综合了有限元和无网格点插值法的优点,其形函数可看成是两种方法的复合函数,具有Kronecker delta性质,能够像有限元一样直接施加位移边界条件,采用该单元分析了二维固体的自由振动和强迫振动响应.计算结果表明:该单元没有虚假的零能模式,计算结果的精度优于线性三角形单元和线性四边形等参元.     

摄动随机局部正交无网格伽辽金法

通过研究局部正交无网格伽辽金法和二阶摄动技术,构造了摄动随机局部正交无网格伽辽金法。该方法只需节点信息,不需将节点连成单元,随机场离散点与离散节点无需重合,不受单元制约。因此,结构离散随机变量个数的增加不会增加求解方程的个数,并保留使用正交基函数本解时的优点,避免了矩阵求逆,且导数具有通式,简洁明了,易于编程实现。采用罚函数法施加本质边界条件,不会增加未知量个数,收敛速度快。对含随机参数结构静力学问题进行了分析,算例证明了该方法的正确性与高效性,为解决结构随机响应问题提供了一种新方法。     

非稳态热传导问题的边界元解法

采用与时间无关的基本解和分离变量法,建立了非稳态热传导问题的积分方程、边界积分方程及它们的离散型方程。把复杂的域积分有效地转化为边界积分。给出了几种坐标函数和便于编程的计算格式,并在无参考程序的条件下编制出二维常单元和三维四边形单元的计算程序。     

基于切应力条件的广义协调等参元

非协调位移模式可有效改善计算精度,但对任意非规则网格常不能满足收敛性条件.根据线性边界力状态下的广义协调条件,对任意不规则四边形单元构造出一种广义协调等参元.该单元的导出考虑了线性切应力条件,使单元间位移协调条件在加权残数意义上得以满足.进一步给出了相应的广义协调应变形函数矩阵,模式紧凑而不易出现奇异性.该等参元对任意不规则四边形网格能通过分片检验,当单元为平行四边形时蜕化为Q6元.算例表明,该类型等参元精度较高,对不规则网格剖分能保持良好的数值性态.     

求解一类交界面问题的模态基函数谱元法数值实验

采用模态基函数形式下的谱元法,对一类一维和二维交界面问题进行了数值计算研究。不仅考虑了具有间断系数的方程,还涉及了右端带有奇性源项的方程。对于二维问题的数值计算,研究了四边形单元谱元法和三角单元谱元法的离散格式。通过一些具有精确解的数值算例,验证了基于模态基函数谱元法求解交界面问题的可行性和有效性。与其他数值方法相比,谱元法对于一维问题可以实现指数阶收敛精度,对于二维问题也得到了较高的计算精度。     

基于Hellinger—Reissner变分原理的四边形杂交/混合迭层板单元

本文从Helliager-Reissner广义变分原理出发,导出了一种适用于纤维复合材料迭层板的杂交混合有限元模型.在此基础上,利用等参数变换,在局部坐标下进行应力插值,得到了一种新的任意四边形迭展板单元.此单元包括横向剪切变形的影响,可以用来分析厚的或薄的复合材料迭层板.用算例证明了本单元的计算精度及收敛性.     

结构固有振动分析的动态有限单元法

运用含有固有频率的动态形函数矩阵的动态有限单元法进行结构动力分析,可改善其精度,提出了一种隐含形式的公式推导方法,建立和推导了二维动态任意四边形单元和三维动态六面体单元,通过算例分析显示了动态有限单元法结构动力分析的合理性和所做理论工作的正确性。     

基于曲面表达的几何特性计算及其在船舶工程中的应用

船舶静力性能计算中主要涉及到与水线面、横剖面、排水体积和舱容等相关的几何特性计算,在阻力和适航性等性能计算中还要对湿表面积进行计算,以便在设计阶段对船体外形的优劣进行评估和分析,为线型的进一步优化提供依据.为了更精确地计算相关的船舶性能,文章提出了基于曲面表达的相关2D或3D几何体几何特性计算新方法.该方法首先将所表达的曲面离散成四边形或三角形单元,将空间区域分割成若干广义棱柱,再通过四边形、三角形和广义棱柱的几何特性的组合,分别计算界定平面、曲面或空间区域的几何特性.对解析曲面进行NURBS表达,对其截面积、局部表面积和体积及几何特性进行计算,其结果与解析法计算的精确解非常接近.将该方法具体应用于实船的相关计算,结果表明了其可行性、合理性和精确性.     

导航系统误差及其协方差阵的随机加权拟合

在现有基于移动窗口函数模型和随机模型的系统误差自适应拟合方法的基础上,提出了一种基于移动窗口观测模型的系统误差随机加权拟合法。该方法在相同的窗口内给出了相应的观测向量协方差阵的随机加权估计。利用修正后的观测向量及相应的协方差阵进行导航滤波计算,能有效地抑制观测系统偏差的影响,提高导航解算的精度。仿真结果证明,文中所提出的随机加权估计算法的精度,明显优于卡尔曼滤波和自适应卡尔曼滤波。     

正态随机过程平方的协方差函数的计算

在正态随机变量乘积矩基础上，给出了正态随机过程平方后的协方差函数的计算．利用均值函数、协方差函数获得平稳过程和维纳过程的平稳性、正态性的判定．结果在无线电传播、振动、疲劳和可靠性研究中有着重要应用．     

利用膜粒子群优化的条件随机域特征选择

提出了一种新的基于膜粒子群优化的特征选择方法．该方法利用了膜系统的分层结构和消息传递机制,将粒子群优化算法作为区域子算法部署到各个区域中．不同于传统粒子群优化算法,该方法将粒子群优化的搜索速率分解为局部搜索速率和全局搜索速率．膜系统的所有外层区域采用局部搜索速率,搜索局部最优解;最内层区域采用全局搜索速率,搜索全局最优解．所有外部区域将最优解传递给相邻内部区域,内部区域将最差解传递给相邻外部区域,最内区域向相邻外部区域传递最差解．当各个区域之间的解传递在一段时间内停止时,或者算法迭代次数达到限定次数时,算法收敛,取最内层区域的最优解为最终解．以条件随机域模型的最大似然估计函数为目标函数,利用膜粒子群优化计算各个特征权重系数,最后剔除那些权重系数小于阈值的特征．实验结果表明,在进行生物文本的基因名称识别时,利用该方法对条件随机域的特征进行选择后,可以消除冗余特征的干扰,能获得更高的准确度．     

基于遗传算法和MSWF的子空间拟合测向算法

针对传统算法在快时变环境性能不够理想,而在快时变环境性能较好的子空间拟合算法其多维非线性搜索运算量较大而且易于收敛于局部最优解的问题,本文采用基于MSWF的子空间快速分解及子空间维数的快速估计,避免了协方差矩阵的估计和特征值分解;同时用子空间拟合准则构造遗传算法的目标函数实现随机搜索功能,实现全局快速搜索。最后实验验证了遗传算法测向的有效性。     

非线性约束的自适应波束形成算法

提出基于非线性约束的自适应波束形成算法. 首先修改接收信号协方差矩阵信号子空间中的特征向量,使修改后的协方差矩阵基本不包含期望信号(SOI)成分而只包含干扰信号和噪声. 进而利用线性约束最小均方算法(LCMV)和修改后的波束空间求解方向图的权向量w. 为了提高算法的稳健性,采用非线性约束方法对w进行优化,w的优化解在形式上不同于可变对角加载类算法,且优化解中的待定参数容易准确求出. 新算法的输出信干比 (SINR)对导引向量随机误差具有稳健性, 并对期望信号的功率变化表现出不敏感的特性, 仿真证明了这一点.     

基于随机场的岩石边坡三维稳定性分析

基于随机场理论,考虑了岩石材料属性的空间变异性对岩石边坡稳定性的影响,将边坡主滑面上的摩擦系数和粘聚力视为高斯随机变量,确定了主滑面上的摩擦系数和粘聚力的均值、方差和协方差,获得了两个随机量之间的相关系数和互相关长度。在此基础上,对岩石边坡进行了三维稳定性分析,确定了岩石边坡的稳定系数和失效概率。数值计算结果表明,摩擦系数和粘聚力的空间变异性对边坡稳定性有重要影响。     

随机矩阵的主行列分析法

将随机向量的主成分分析方法进行推广,给出了关于随机矩阵的主行列分析的理论与方法.在进行图像处理时,同主成分分析法相比,矩阵的主行列分析法缩减了协方差矩阵的维数,从而大大降低了计算特征值和特征向量的运算量,提高了运算速度.将矩阵的主行列分析法应用于图像的压缩,给出了图像的列压缩方法和行、列结合的二次压缩法以及相应的图像的复原方法,有效解决了图像的存储和复原问题.     

过采样OFDM信号的峰值平均功率比

在过采样条件下,分析了正交频分复用系统在不同采样率时,信号峰值平均功率比的统计特性。按Nyquist采样率均匀抽取出的采样点之间相互独立同分布,推广到过采样系数为2时,得到此时由各采样点之间相关系数构成的协方差矩阵,利用数值计算对其进行分析。结果表明:所有的采样点之间能近似满足相互独立同分布的关系,则可以得到此时信号峰值平均功率比概率分布的理论计算公式,并对此公式进行了仿真验证,其理论计算结果和实际仿真结果吻合。     

薛定谔方程的数值计算设计

根据有限差分理论和薛定谔方程，对波函数在任意势场中随时间的演化进行了详细的计算，得到了波函数的标准递推公式，给出了由初值求解薛定谔方程的一般方法．此外，文中还给出了用计算机绘出的高斯波包在几种势场中的几率分布图。     

阵列估计误差和扰动误差引起方向图畸变的校正

针对由于取样协方差矩阵估计误差和导向矢量扰动误差的存在,使波束形成器产生高的旁瓣和畸变的主波束,提出了用代价函数校正导向矢量扰动误差引起的方向图畸变。当两种误差同时存在且为非白色高斯扰动时,可用联合处理法来校正方向图畸变。计算机仿真结果表明,这种校正方法是有效的。