船舶振荡运动仿真的方向谱方法

为了解决船舶振荡运动时域仿真和海浪与船舶运动一致性问题,提出了一种以频谱分析方法为基础,用方向谱代替海浪谱的船舶振荡运动计算方法.对海浪谱、方向谱进行数学描述和关系分析,并选择适合用于船舶振荡分析的长峰海浪谱和ITTC方向谱,根据Gerstner模型对海浪进行分解,建立了船舶在海浪中的振荡运动计算模型.采用响应振幅算子法描述遭遇波面与船舶运动的联系,根据线性叠加假设给出了船舶振动运动的时域解和频域解.     

基于拓扑预测模型的船舶纵摇运动预报

针对船舶纵摇运动系统的灰色特性,利用拓扑预测法与GM（1,1）模型,研究船舶在海浪中非线性纵摇运动的预报问题,分别建立船舶纵摇运动的拓扑预测模型和船舶纵摇运动的GM（1,1）模型.根据实测船舶纵摇运动数据的特点,探讨拓扑预报模型的阈值选取方法.仿真结果表明：采用拓扑预测模型对船舶纵摇运动预报研究是合理且可行的.     

长峰波海浪的数值模拟仿真与频谱估计

针对船舶航行抑制海浪干扰需要,研究了海浪波形的建立方法.选取ITTC双参数谱作为海浪谱,通过频率等分法对其进行频率分割,计算重心频率作为谐波频率,根据长峰波海浪模型进行仿真,得出了时间和空间海浪仿真波形.采用Welch法进行频谱分析,仿真精确度达到了1.65%.该方法不失一般性,是一种工程实用方法,对船舶运动参数的预报和滤波,海浪预报、船舶动力定位等方面的研究具有重要意义.     

基于神经网络自适应滤波的直升机悬停高度稳定研究

针对直升机执行海上搜救任务时定点悬停高度容易受到海浪干扰的问题,提出了一种应用遗传BP神经网络对直升机无线电高度信号进行自适应滤波的方法。首先在建立海浪有理谱简化模型的基础上,应用遗传算法对BP神经网络的初始权值和阈值进行全局粗精度预学习,再应用遗传优化后的BP神经网络对实际海浪干扰信号进行建模,并通过噪声对消原理滤除无线电高度计中混杂的海浪干扰噪声。仿真结果表明,所设计的自适应滤波器能够较好地抑制海浪噪声对直升机高度控制的影响,而且对海浪干扰统计特性的变化具有较强的鲁棒性和适应性。     

随机海浪作用下的船舶横摇减摇预报方法

介绍了能量等分法建立随机海浪模型的方法,并利用所建立的海浪模型对未减摇船舶横摇运行和安装减摇鳍后船舶横摇运行进行了预报,同时按所要求的性能指标进行了减摇鳍控制器参数的设计,并进行了系统的仿真计算,仿真结果和实船运行结果的比较表明,该方法可用于随机海浪作用下的船舶横摇减摇运行预报。     

粗糙目标光外差信号特性对探测阈值的影响

传统目标回波光外差探测使用高斯分布等简单模型来描述,这常常导致判决误差.笔者提出利用多项式对实际目标测量数据进行拟合,给出较准确的概率分布曲线.通过对某装甲车表面样块多组测量数据的统计分析显示,利用多项式拟合来确定判决阈值,比起用简单的高斯分布来确定阈值,可以获得更高的检测概率和更低的误警概率.研究表明,对实测中频信号的统计直方图进行多项式拟合,有利于精确设置探测阈值,可以使检测概率提高6.02%,误警概率降低7.7%.文中结果为粗糙面回波外差探测系统设计提供定量参考,也为探测系统性能评估仿真提供依据.     

一类具有随机远程感染机制的SEIRS传播模型

提出了一类具有随机远程感染机制的SEIRS传播模型:在潜伏节点、感染节点分别以一定概率感染邻居节点的同时,分别以一定概率随机感染不存在边连接的陌生节点,且被感染的节点将进入潜伏状态.利用平均场理论得出了模型相对应的临界阈值,并对其进行仿真.理论分析和数值仿真结果表明,增大节点的随机感染密度将使临界阈值减小,网络中潜伏、感染节点的比例会显著增加,可有效地提高网络的传播效率.     

舰载直升机复杂舰面上的动力学分析

对舰载直升机着舰后的运动动力学进行了研究。首先针对海浪信号的随机不确定性,根据海浪波理论,提出了海浪信号的数学模型,然后利用海浪谱描述海浪的统计特性,运用MATLAB仿真平台仿真出不规则海浪并对其进行谱分析。最后基于拉格朗日方程,建立了着舰的机身动力学模型,对摇摆舰艇上的舰载机进行了动力学仿真并采用龙格库塔法对动力学模型进行实时解算。     

基于粒子群优化算法的海浪方向谱估计

为解决当前测量设备在估计海浪方向谱方面存在的易损坏、易丢失且费用昂贵等问题,利用船舶运动响应数据通过参数化方法对海浪方向谱进行估计,并提出粒子群优化算法对八参数海浪方向谱模型进行参数整定,该方法只需要简单的测量设备和硬件即可完成方向谱的估计工作.最后利用实船数学模型对2种海况情况进行了仿真验证,仿真结果表明该方法可以精确地估计出海浪方向谱.     

大范围动态海浪实时渲染

为实现大范围动态海浪的实时渲染提出了一种高效方法.首先提出一种基于LOD技术的新型网格模型,采用Gerstner模型在GPU(图形处理单元)上实现了海浪的动态模拟和Choppy波的模拟,给出一种凹凸纹理贴图的方法对较远处的海浪渲染实现加速,并利用动画凹凸纹理改善海浪渲染效果;其次通过立方体纹理实现了对天空、太阳的反射效果,运用Phong光照模型实现了海浪的光照并实现了菲涅尔反射;最后采用动画纹理模拟了海浪中的泡沫,并实现了云在海面上投射的阴影等特殊效果.实验结果表明,该方法可以对90 km范围的海浪进行实时交互渲染,并已成功应用于某飞行模拟器中.     

雷达威力预报技术中海表温度测量及修正方法

针对雷达探测威力预报中海表温度测量问题,提出一种基于红外传感器的修正方法.分析了红外传感器产生测量偏差的原因,通过对海面红外辐射及反射情况进行建模,仿真分析了天空温度对海表面温度测量结果和雷达威力预报结果的影响,并提出海表温度的修正方法.实验结果表明,将该方法应用到雷达威力预报中,预报结果与实际雷达威力相对误差小于20%的概率高达80%,显著提高了雷达威力预测预报精度.     

计算二维海面极化电磁散射的新方法

在基尔霍夫散射面元矩阵的基础上研究了一种计算二维模拟海面电磁极化散射的新方法,采用海面高度起伏矩阵以及x和y方向海面斜率矩阵描述二维海面,利用基尔霍夫近似推导出笛卡尔坐标系下椭圆极化入射时海面的散射场,得到了全极化雷达散射模型．仿真了不同条件下分形海面模型的全极化雷达后向散射截面及极化特征图,数值结果符合海面散射规律．由于该方法是对二维海面模型进行离散化分析,因此适用于多种海面模型．     

曲面磨光法及其在煤田隐伏构造预测中的应用

趋势面分析是煤田中预测隐伏构造的常规方法。在认真研究前人工作和地质特点的基础上,本文提出了用曲面磨光法进行构造预测。此法的最大特点就是平板磨光后仍为平板,且与原平板重合,这一优良的数学特性,使得它在构造预测方面优于趋势面等方法。通过对模型和实例的分析,证明曲面磨光法在构造预测,特别是对隐伏断裂构造的预测是相当有效的。     

计算机对海水温度数据的图形处理研究——海水温度的有限元计算

从有限单元计算方法的理论基础出发,结合热力学平衡方程,研究了海水温度预报的理论和方法,详细介绍了对计算结果的计算机图形处理方法,编制了相应的全部程序,并通过对一个具体实例的分析计算,说明了该方法的实用性和可行性,文中所编制的计算机图形处理程序有一定的通用性,可以用于其它不同领域。     

基于改进隐马尔可夫模型的复合攻击预测方法

提出了一种基于改进的隐马尔可夫模型和维特比算法的复合攻击预测方法.在训练数据较少时,采用最大似然估计得到的隐马尔可夫模型可能存在较大误差,针对这种情况,采用修正的概率矩阵计算方法以降低误差.针对告警事件序列中存在误报的情况,在维特比算法中引入了一个判决门限,用于在告警事件存在误报的情况下对预测结果进行修正.基于DARPA2000数据集对提出的方法进行了仿真和实验验证,实验结果表明该方法能有效地提高攻击预测的正确率.     

拉赫马宁海浪谱的再认识

利用拉赫马宁海浪谱的有理函数形式在谱的峰值、峰值频率和总能量三个方面对工程上广为应用的Pierson-Moskowitz海浪谱进行了有理化逼近,给出了一个较为理想的有理海浪谱,并利用该有理谱构造了成型滤波器.结果表明:本文给出的有理海浪谱是一个非常理想的海浪谱,它为海浪的模拟与船舶控制工程领域海浪为有色干扰的变换问题均带来了极大的方便.     

Evaluation model for service life of dam based on time-varying risk probability

For many dam projects in China, the 50-year designed life time is coming to an end. It is urgent to study the theory and method to evaluate the dam service life. In this paper, firstly, the probability theory of fuzzy event and time-varying effect theory are used to analyze the time-variety of various risk factors in the process of dam operations. A method is proposed to quantify the above time-variety and a model to describe the fuzzy time-varying risk probability for the dam structure is also built. Secondly, the information entropy theory is used to analyze the uncertain degree relationship between the characteristic value of membership function and fuzzy risk probability, and a mathematical method is presented to calculate the time-varying risk probability accordingly. Thirdly, the relation mode between time-varying risk probability and service life is discussed. Based on this relation mode and the acceptable risk probability of dams in China, a method is put forward to evaluate and forecast the dam service life. Finally, the proposed theory and method are used to analyze one concrete dam. The dynamic variability and mutation feature of the dam risk probability are analyzed. The remaining service life of this dam is forecasted. The obtained results can provide technology support for the project management department to make treatment measures of engineering and reasonably arrange reinforce cost. The principles in this paper have wide applicability and can be used in risk analysis for slope instability and other fields. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 50809025, 50539110, 50539010, 50539030) and the Science and Technology Support Plan (Grant Nos. 2008BAB29B03, 2006BAC14B03)     

Detection of oil spills in a complex scene of SAR imagery

We present a method for detecting oil spills in a complex scene of SAR imagery,including segmenting oil spills,and avoiding false alarms.Segmentation is carried out using a multi-time and multi-hierarchical method by dividing the complex sea surface into bright sea and dark sea.Gray-based and edge-based segmentations are done to extract oil spills from bright and dark sea,respectively.The proposed method can extract complete oil spills,obtain better visual results,and increase detection probability more accurately than the traditional method.Based on the surrounding features and the oil spills’features,dark land spots and low contrast dark spots are removed efficiently,thus reducing false alarms.The experimental results demonstrate that the proposed algorithm has fast computation speed,high detection accuracy,and is very useful and effective for detecting oil spills in SAR imagery.     

数字长江流域高性能洪水预报系统框架

针对长江流域河流健康发展涉及的水资源配置、洪水致灾、灾害分析与评估、洪水预测预报等难题,结合长江流域自身特性,构建数字长江流域高性能洪水预报系统的总体框架,分析预报系统需要解决的关键科学技术问题,阐述预报系统的技术路线,介绍预报系统的结构、重要的数学模型以及运行流程.依据这一基本框架构筑的长江流域洪水预报系统,能够为制订适应长江防洪新形势的防洪战略、防洪规划及有效的防洪减灾对策提供科学依据和技术保障.     

宽频信号能量检测最优判决门限

针对宽频带信号能量检测的性能主要受到虚警概率和漏检概率的影响,提出从其判决门限的选取入手,对一定频谱环境下的检测算法性能是否可以达到指标要求做出分析,研究了门限设置对虚警概率和漏检概率的影响. 通过数学推导得到了宽频带信号能量检测最小代价门限的闭式解,并给出了其最优判决门限的选取准则,即根据不同的时域观测时长选取不同的判决门限. 仿真结果验证了所提出结论的正确性.